21.01.2003 09:53
ПРОБЛЕМЫ ЭКОЛОГИИ
Правовые методы защиты окружающей среды
от загрязнения промышленными отходами
Для того чтобы предотвратить загрязнение окружающей природной среды и повысить эффективность использования производственных отходов, в Российской Федерации с 1996 г. осуществляется специальная федеральная программа ╚Отходы╩, цель которой √ сконцентрировать финансовые, материально-технические ресурсы, производственный и научный потенциал для максимального вовлечения отходов в хозяйственный оборот. В частности, этой программой предусмотрено строительство комплексов по переработке отходов с использованием наиболее совершенных технологий √ плазменного и пиролизного методов.
Решение проблемы промышленных отходов заключается не только в их сокращении, совершенствовании технологии обезвреживания и захоронения отходов и обеспечении экологической безопасности, но и в формировании правовой базы в области обращения с отходами. Именно с этой целью в 1998 г. был принят Федеральный закон РФ ╚Об отходах производства и потребления╩, разрабатывается система нормативных правовых актов, направленных на реализацию положений данного закона, в том числе:
организацию и проведение мониторинга отходов;
совершенствование и расширение экономических санкций за образование и нерациональное использование отходов производства;
оценку экологической опасности отходов и мест их размещения;
разработку критериев класса опасности отходов;
обеспечение экологической безопасности при трансграничных перевозках опасных отходов.
Последнее имеет особое значение в связи с тем, что в Россию ежегодно ввозятся сотни тысяч тонн различных отходов для их дальнейшего использования в производстве. Значительный объем импортируемых отходов занимают автомобильные покрышки (около 1 млн штук ежегодно), бывшие в употреблении, но сохранившие свои потребительские свойства и пригодные для дальнейшей эксплуатации в соответствии с отечественным ГОСТом. К сожалению, нередко часть импортируемых отходов обладает низким коэффициентом возможного использования и является скрытой формой импорта отходов, предназначенных для захоронения.
Бытовые отходы потребления
На протяжении всей истории человеческой цивилизации социальный уровень жизни общества определялся производством предметов потребления √ от необходимых продуктов питания, посуды, мебели, жилищ и так далее до разнообразных транспортных средств и современной бытовой техники.
Рост предметов потребления сопровождается увеличением количества бытовых отходов. В нашей стране количество таких отходов оценивается цифрой около 70 млн т в год, втрое большей величиной √ в США и вдвое меньшей √ в Японии. Ежегодный прирост бытовых отходов составляет примерно 3%, в некоторых странах √ 10%.
Проблема накопления и необходимости удаления твердых бытовых отходов (ТБО) вследствие загрязнения территории особенно остро стоит в крупных городах и мегаполисах с населением свыше 1 млн жителей. Так, в Москве ежегодно образуется свыше 2,5 млн т ТБО, основной состав которых представлен в табл. 1.
Анализ ТБО показывает, что основная масса приходится на долю органических компонентов (75√80%), за последние годы существенно возросла доля упаковочных материалов из бумаги, картона и полиэтилена, что связано с заполнением рынка импортными изделиями.
Основные способы утилизации ТБО √ захоронение на специально оборудованных полигонах-свалках и сжигание. Кроме того, в мировой практике используют биотехнологии для переработки ТБО с целью получения удобрений (компостирование), биогаза или биотоплива, а также сортировку отходов с последующим непосредственным повторным использованием, либо прессованием и применением в строительстве, либо с дальнейшей переработкой во вторичное исходное сырье или с целью извлечения ценных компонентов.
Мировая практика использования различных видов утилизации ТБО приведена в табл. 2.
Как видно из табл. 2, только Франция и Япония широко используют сжигание, остальные страны √ в основном полигоны-свалки.
Сжигание позволяет уменьшить объем отходов в 2√10 раз; использовать тепло от сжигания для отопительных целей (по расчетам специалистов, сжигание 5 т ТБО эквивалентно сжиганию 1 т условного топлива); снизить заражение отходами воды и почвы. Однако при этом уничтожаются ценные компоненты, содержащиеся в отходах; образуется достаточно много золошлаковых отходов (до 25%), которые подлежат захоронению на полигонах; загрязняется атмосфера. Масштабы выбросов вредных веществ в атмосферу с дымом мусоросжигательных заводов мира превосходят вулканическую деятельность.
Самой серьезной проблемой, возникающей при сжигании нерассортированных ТБО, является выделение токсичных веществ при горении пластмассы, полиэтилена и других полимерных материалов, особенно поливинилхлорида (эти материалы присутствуют в таких красивых и безобидных на первый взгляд вещах, как глянцевые обложки тетрадей, журналов и книг, упаковки промышленных товаров, игрушки). Наиболее опасны из образующихся при этом веществ диоксины (хлорорганическое соединение, не подвергающееся разложению в течение 10√15 лет, сильный мутаген и канцероген, один из сильнейших синтетических ядов, доза которого в 10√6 г смертельна для человека). Собственно бумага и натуральные ткани, в основе которых естественный природный материал, в частности целлюлоза, безвредны, но нанесенная на них краска дает при сжигании вредные вещества, поступающие в атмосферу.
Полигоны захоронения ТБО, называемые на Западе санитарными свалками, представляют собой сложные инженерные сооружения и оборудуются по специальной технологии. Дно свалки, имеющее небольшой уклон, выстилают прочной полиэтиленовой пленкой. Ежедневно насыпанный слой отходов разравнивают и уплотняют специальными катками, затем засыпают слоем песка и/или глины, выравнивают и уплотняют вновь и застилают слоем пленки. И так каждый день. Внизу свалки имеется сборник фильтрующихся жидкостей, которые регулярно вывозят на переработку. После заполнения свалки под нулевой уровень проводят рекультивацию √ засыпку слоем песка и грунта, посадку травы и растений и другие необходимые работы.
Отходы сортируют и направляют в зависимости от их содержания на различные полигоны. В последние годы после сортировки отходов стали применять их прессование в брикеты со значительным уменьшением объема (в 5√10 раз). На таких полигонах просадки грунта практически не происходит; в США, Англии и других странах на рекультивированных поверхностях свалок принято устраивать площадки для распространенной национальной игры √ гольфа.
Как обстоят дела с переработкой бытовых отходов в нашей стране, рассмотрим на примере Москвы. Город ежегодно ╚производит╩ более 3 млн т твердых отходов (столько же √ Московская область), 80% которых составляет бытовой мусор √ 270 кг в год от каждого жителя столицы (не самый высокий показатель в мире, в США на одного жителя приходится в год 900 кг бытового мусора). Основная масса городских отходов (до 90%) утилизируется на специальных полигонах (их число за последние десять лет уменьшилось с 5 до 2) и 260 крупных свалках, расположенных в Подмосковье. Полигоны работают с конца 1970-х гг., и срок их эксплуатации заканчивается. Места захоронения городских отходов никак нельзя назвать ╚санитарными свалками╩ √ отсутствует система отвода и обезвреживания фильтрата, нет специальных обвалов по границам, не проводится послойная ежедневная укладка отходов, прессование, засыпка грунтом, нет специализированной техники и т. д. На территории свалок складируют нерассортированные отходы, в том числе отходы химической отрасли промышленности и токсичные, доля которых в ежегодном объеме бытовых отходов составляет 60%.
Непосредственно на территории города находится 90 свалок мусора, также практически не оборудованных, общей площадью почти 300 га. Число несанкционированных свалок неизвестно.
На свалках мусор часто поджигают, чтобы уменьшить его объем и продлить срок работы свалки. Горение идет плохо, сопровождается дымом и зловонием, к тому же оно способствует образованию опасных химических веществ (в том числе диоксинов) из-за присутствия полимеров, всевозможных химикатов и других материалов. В результате загрязняется воздух, вредные вещества проникают в подземные водоносные горизонты, нередко происходит и поверхностный смыв загрязняющих веществ. Захороненный мусор подвергается анаэробному разложению, что ведет к образованию биогаза, на 2/3 состоящего из метана, который, распространяясь в почве, пагубно действует на корни растений.
В Москве за год потребляется 6000 т изделий радиоэлектронной, электротехнической и медицинской отраслей промышленности, содержащих ртуть и ее соединения. Только люминесцентных ламп ежегодно на свалки (в том числе несанкционированные) вывозится 7 млн (каждая из них содержит не менее 100 мг ртути). Разложение этих отходов приводит к загрязнению среды ртутью, другими опасными тяжелыми металлами, очень ядовитыми веществами, например дифосфином Р2Н4, пары которого самовоспламеняются, что вызывает возгорание мусора на свалке.
Строительство и эксплуатация мусоросжигательных заводов (МСЗ) √ очень дорогостоящие мероприятия. Таких заводов в столице только два (требуется еще как минимум восемь). Заводы не справляются с переработкой мусора, что и становится причиной его вывоза на свалки. Хотя заводы и оснащены импортным оборудованием, они не обеспечивают необходимый уровень охраны окружающей среды. В связи с этим строительство новых МСЗ в столице вызывает сопротивление горожан и природоохранных организаций, в частности активистов ╚Гринписа╩.
Как видно из сказанного, экологические проблемы утилизации городских бытовых отходов далеко не решены, и это при том, что правительство города и территориальное управление Госкомэкологии √ Москомприрода считают вопросы санитарной очистки города первостепенными наряду с очисткой воздуха и водоемов от загрязнения их автомобилями и промышленными предприятиями. В городе проводится реконструкция старых МСЗ, строительство специальных мусороперегрузочных станций (МПС), на которых будет производиться сортировка и прессование мусора, а также новых МСЗ и современных санитарных полигонов на территории Московской области (тем более что Европейское сообщество, членом которого является Россия, намерено к 2005 г. закрыть все свалки под открытым небом в Европе). Уже работающая МПС в Северо-Восточном административном округе позволяет брикетировать до 300 тыс. т мусора в год, уменьшая его объем в пять раз. Привычной деталью столичного пейзажа стали мусороуборочные машины √ оранжевые немецкие ╚Фауны╩.
В целом по стране на необорудованные и неконтролируемые свалки вывозится до 98% городских коммунальных отходов. Высокий процент наблюдается и в развитых цивилизованных странах, например во Франции он составляет 50%. О слаборазвитых странах говорить не приходится, и так все ясно.
Биотехнологии утилизации ТБО применяют повсеместно в небольших масштабах (исключение составляют Франция, Швеция, Нидерланды). Компостирование представляет собой биохимический процесс разложения органической части ТБО микроорганизмами. Естественно, что компостированию должна предшествовать тщательная сортировка ТБО. Компост содержит не очень большое количество питательных веществ по сравнению с другими видами удобрений, однако он способствует улучшению почвенной структуры. Основной его недостаток √ присутствие таких элементов, как свинец, цинк, медь, и других загрязняющих почву.
Рециклизация (вторичное использование) ТБО
Экологическая безопасность утилизации ТБО требует их предварительной сортировки, которая определяет эффективность переработки ТБО и окупаемость затрат на строительство объектов переработки.
Именно сортировка ТБО позволяет вторично их использовать:
непосредственно после соответствующей санитарной обработки;
после переработки как источник сырья с минимальными экологическими потерями и сравнительно небольшими экономическими затратами.
В первом случае речь идет о многоразовой таре, прежде всего стеклянной. Практика показывает, что помимо снижения расхода исходного сырья мы имеем значительную экономию электроэнергии, а значит, и топлива для ее производства. На мытье бутылки затрачивается меньше энергии, чем на то, чтобы ее расплавить и сделать из полученного материала новую бутылку (заметим, что энергозатраты на производство бутылки из вторичного сырья меньше, чем из первичного). Проведенные в Финляндии (где широко применяют многоразовое использование стеклянной посуды) расчеты показывают, что при десятикратном повторном использовании стеклянной бутылки вместимостью 0,34 л расход энергии в расчете на один оборот от производителя к потребителю и обратно (жизненный цикл) составляет 24% от уровня энергозатрат на такую же одноразовую стеклянную тару из вторичного сырья и всего 9√16% √ от уровня затрат на эту тару, изготовленную из первичного материала. Для обеспечения возврата тара должна иметь высокую залоговую стоимость.
Во втором случае речь идет об использовании рассортированных отходов в качестве вторичного сырья. Например, макулатура (бумажная и текстильная) является отличным вторичным сырьем в бумажном производстве, способствуя одновременно уменьшению вырубки лесов (1 млн т бумажной макулатуры сохраняет от вырубки 60 га леса); из 120√130 т консервных банок можно получить 1 т олова, что эквивалентно добыче и переработке 400 т руды, не считая других затрат и сохранение природной среды. Расходы энергии на жизненный цикл алюминиевой банки, использованной единожды, в три раза выше, чем у такой же банки, изготовленной из вторичного алюминия (США). Бытовой стеклобой повторно используют в стекольной отрасли промышленности как исходное сырье или наполнитель в некоторых строительных материалах. Отсортированная пластмасса √ прекрасное сырье для производства различного рода строительных сооружений, таких, как ограждения, перила и др. И подобных примеров можно привести множество.
Еще в прошлом веке Д.И.Менделеев писал: ╚Главной целью прогрессивной технологии является нахождение способа производства полезного из отбросов╩. А известный английский ученый и писатель Артур Кларк считает, что ╚твердые отходы √ это сырье, которое мы не используем исключительно в силу нашей глупости╩.
Главная трудность сортировки для получения вторичного сырья заключается в стандартизации ТБО, поскольку в сходных отходах могут содержаться различные компоненты. Также должна быть налажена система сортировки отходов на месте их появления (в домах) и после сбора. В первом случае необходимо иметь специальные и различные контейнеры для сбора различного мусора (бумага, пластмасса, лезвия для бритья, электрические элементы и т. д.) и активную экологическую сознательность граждан. Попутно придется отказаться и от устаревшей и экологически вредной системы мусоропроводов.
Контейнеры, заполненные отсортированными отходами, поступают на специальные станции, где еще раз проводят сортировку с целью контроля. Оборудование таких станций дорогостоящее, расходы на эксплуатацию и техническое обслуживание также велики, но эти затраты возмещаются сохранением чистоты окружающей среды и в конечном итоге нашего здоровья. Затем отходы направляют на переработку, сжигание или захоронение. Так обстоят дела в развитых странах Западной Европы и Японии, где в связи с высокой плотностью населения раньше всего столкнулись с ущербом, наносимым свалками мусора окружающей среде, и своевременно осознали важность проблемы удаления отходов.
Примерно в 90% городов Японии каждый жилой дом и каждое предприятие сортирует отходы по четырем категориям: подлежащие рециклизации, обезвреживанию и захоронению, захоронению без обезвреживания, а также сжиганию. Из первой категории выделяются отходы, которые могут быть отремонтированы, их свозят в специальные центры, и после восстановления они поступают в продажу. Сбором отходов заняты добровольцы, муниципальные служащие и частные дилеры, которые продают их частным компаниям. С самого начала обучения в школе японские дети получают сведения об утилизации отходов, посещают местные центры рециклизации и предприятия по сжиганию отходов. Япония характеризуется самыми высокими показателями утилизации мусора √ более 90%.
Серьезная проблема для многих стран √ утилизация старых автомашин. Пускать их под пресс, а затем использовать в качестве металлолома оказалось малоэффективным. Более выгодно разбирать и продавать целые детали через сеть специализированных мастерских и магазинов, что, например, повсеместно можно видеть в Австрии.
О необходимости повторного использования бытовых отходов заговорили еще до всеобщего интереса к экологии планеты. Вторичная переработка использованных изделий и многоразовое использование стеклянной тары достигли пика в развитых странах Европы в начале 1990-х гг., затем этот процесс пошел на спад, о причинах которого будет сказано далее (рис. 6).
Рис. 6. Вторичное использование материалов в странах Европы (данные организации ╚Друзья Земли╩, 1991 г.):
Именно тогда в ряде городов Германии в крупных продовольственных магазинах можно было увидеть плакаты ╚Не будь глупцом, выбирай бутылку╩ √ так городские власти пытались помешать бурному натиску пластиковой тары (более 99% продаваемого молока √ несколько миллиардов литров в год √ упаковывали в пакеты) и уменьшить объемы городского мусора. Обыкновенная стеклянная бутылка в итоге проиграла упаковке одноразового использования.
В США, самой ╚замусоренной╩ стране мира, в настоящее время уровень рециклизации бумажных отходов, картона и других упаковочных средств, составляющих более половины ТБО, не превышает 10%, на долю многоразовой стеклянной тары приходится всего 15% рынка, остальное √ одноразовые металлические и пластиковые емкости √ более 80 млрд штук одноразовых бутылок для напитков в год и плюс одноразовые бумажные и пластиковые пакеты для школьных завтраков. Как утверждают американские экономисты, рециклизация сдерживается системой налогообложения. Правда, в США возникла сеть магазинов ╚Круговорот вещей╩, которые бесплатно принимают и затем продают по низким ценам старую мебель, одежду, устаревшие, но работающие бытовые приборы. Объемы поступления (и спроса) велики; владельцы магазинов получают прибыль за счет существенных налоговых скидок и низкой арендной платы за снимаемые площади.
Окончание следует
Е.Э.Боровский
МЕТОДЫ ТЕХНОЛОГИИ И КОНЦЕПЦИИ УТИЛИЗАЦИИ УГЛЕРОДОСОДЕРЖАЩИХ ПРОМЫШЛЕННЫХ И ТВЕРДЫХ БЫТОВЫХ ОТХОДОВ
добавить ресурс
.gif){kind=small}
Переработка мусора:
ТБО и другие проблемы современности:
© Дизайн Студии РОМАрт, 2004.