Виды отходов и их переработка.

Одной из наиболее острых экологических проблем в настоя­щее время является загрязнение окружающей природной сре­ды отходами производства и потребления и в первую очередь опасными отходами. Сконцентрированные в отвалах, хвостохранилищах, терриконах, несанкционированных свалках отхо­ды являются источником загрязнения атмосферного воздуха, подземных и поверхностных вод, почв и растительности.

Все отходы подразделяют на естественные (природные) и антропогенные. Антропогенные делятся на отходы производства (сельскохозяйственные и промышленные)и бытовые отходы.

Бытовые отходы могут находиться как в твердом, так и жид­ком и реже — в газообразном состояниях. Твердые бытовые отходы (ТБО) — совокупность твердых веществ (пластмасса, бумага, стекло, кожа и др.) и пищевых отбросов, образующих­ся в бытовых условиях. Жидкие бытовые отходы представлены в основном сточными водами хозяйственно-бы­тового назначения. Газообразные — выбросами различных га­зов.

Промышленные отходы (ОП) — это остатки сырья, материалов, полуфабрикатов, образовавшихся 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.) и газообраз­ные (выбросы промышленных печей, автотранспорта и т. д.). Промышленные отходы, так же, как и бытовые, из-за недос­татка полигонов захоронения в основном вывозятся на несанк­ционированные свалки. Обезвреживается и утилизируется толь­ко 1/5 часть.

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

Отходы производства и потребления являются вторичными материальными ресурсами (BMP), которые в настоящее время могут вторично использоваться в народном хозяйстве. Однако они бывают токсичные и опасные. Такие отходы в определен­ных количествах или концентрациях представляют потенци­альную опасность для здоровья человека или окружающей среды. В Российской Федерации ежегодно образуется около 7 млрд. т отходов, из них вторично используют только 2 млрд. т, т.е. около 28%.

Экологические кризисные ситуации, периодически возни­кающие в различных точках планеты, во многих случаях обу­словлены негативным воздействием так называемых опасных отходов. Опасные отходы - отходы, содер­жащие в своем составе вещества, которые обладают одним из опасных свойств (токсичность, взрывчатость, инфекционность, пожароопасность и т. д.) и присутствуют в количестве, опас­ном для здоровья людей и окружающей природной среды. Среди них металлические и гальванические шламы, отходы стекловолокна, асбестовые отходы и пыль, остат­ки от переработки кислых смол, дегтя и гудронов, отработан­ные радиотехнические изделия и т. д. Это отходы, в составе которых присутствуют радиоактивные изотопы, диоксины, пестициды, бенз(а)пирен и некоторые другие вещества.

Радиоактивные отходы (РАО) — твердые, жидкие или га­зообразные продукты ядерной энергетики, военных произ­водств, других отраслей промышленности и систем здравоохра­нения, содержащие радиоактивные изотопы в концентрации, превышающей утвержденные нормы. Радиоактивные элементы, например, стронций-90, передви­гаясь по пищевым (трофическим) цепям, вызывают стойкие нарушения жизненных функций, вплоть до гибели клеток и всего организма. Некоторые из радионуклидов могут сохранять смертоносную токсичность в течение 10—100 млн. лет. По удель­ной активности их подразделяют на низкоактивные (менее 0,1 Ku/м³), среднеактивные (0,1—100 Ku/м³) и высокоактивные (свыше 1000 Ku/м³).

Диоксинсодержащие отходы образуются при сжигании промышленного и городского мусора, бензина со свинцовы­ми присадками и как побочные продукты в химической, цел­люлозно-бумажной и электротехнической промышленности. Установлено, что диоксины образуются также при обезвре­живании воды хлорированием, в местах хлорного производ­ства, в особенности при производстве пестицидов.

Диоксины— синтетические органические вещества из класса хлоруглеводородов. Диоксины 2, 3, 7, 8, — ТХДД и диоксиноподобные соединения (более 200) — самые токсич­ные из полученных человеком веществ. Они обладают мута­генным, канцерогенным, эмбриотоксическим действием; по­давляют иммунную систему («диоксиновый СПИД») и в слу­чае получения человеком через продукты питания или в виде аэрозолей достаточно высоких доз вызывают «синдром изну­рения» — постепенное истощение и смерть без явно выражен­ных патологических симптомов. Биологическое действие ди­оксинов проявляется уже в исключительно низких дозах.

На территории нашей страны в отвалах и хранилищах нако­плено около 80 млрд. т твердых отходов, при этом изымаются из хозяйственного оборота сотни тысяч гектаров земли. Большую тревогу вызывают накопленные в отвалах и свал­ках токсичные и экологически опасные отхода общее количест­во, которых достигло 1,6 млрд. т, что может привести к необра­тимому загрязнению окружающей среды. Согласно данным ин­вентаризации в России ежегодно образуется около 75 млн. т высокотоксичных отходов, из них перерабатывается и обезвре­живается лишь 18—20%. Общая площадь организованных хранилищ для токсичных отходов составляет 11 тыс. га, при этом не учитываются неор­ганизованные хранилища и свалки, на которые, по данным ин­вентаризации, вывозится около 4 млн. т высокотоксичных от­ходов.

Следует особо выделить проблемы, связанные с образова­нием и обезвреживанием бытовых отходов (ТБО) и осадков сточных вод. Ежегодно в Российской Федерации образуется около 140 млн. м³ ТБО, которые при неправильном и несвоевременном удалении и обезвреживании серьезно загрязняют окружающую среду. Основную массу ТБО составляют пище­вые отходы и бумага.

В отечественной и мировой практике наибольшее распро­странение получили следующие методы переработки твердых бытовых отходов (ТБО):

Ø строительство полигонов для захоронения и частичной их переработки;

Ø сжигание отходов на мусоросжигающих заводах;

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

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

Ø предварительная сортировка, утилизация и реутилизация ценных компонентов.

Ø пиролиз (нагрев без доступа воз­духа) ТБО при температуре 1700 °С

Наиболее приемлемым методом следует признать строительство полигонов для организованного и санкционированного хранения отходов и частичной их переработки (в ос­новном методом прямого сжигания). Особое вни­мание обращают на гидроизоляцию полигонов, чтобы исклю­чить попадание загрязняющих веществ в подземные воды. Срок полигонов обезвреживания отходов — 50—100 лет.

Одним из перспективных методов переработки твердых бы­товых пищевых отходов является их компостирование 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 — на­пример в смолу.

Другой, менее распространенный метод переработки твер­дых бытовых отходов (ТБО) — сжигание их на мусоросжигаю­щих заводах. На сегодняшний день в России работает неболь­шое число мусоросжигающих заводов (Москва-2, Владивосток, Сочи, Пятигорск, Мурманск и др.). На этих заводах спекание отходов происходит при t = 800—850 °С. Вторая стадия газо­вой очистки отсутствует, поэтому 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 ряде зарубежных мусоросжигающих заводах реализует­ся более экологичная двухстадийная очистка отходящих газов, в их составе регламентируется очистка более десяти вредных компонентов, включая дибензодноксин и дибензофураны (на отечественных заводах — четыре компонента). Режим сжига­ния предусматривает разложение отходов, в том числе обра­зующихся из пластмасс диоксинов при температуре 900— 1000 °С. До сжигания в обязательном порядке (в США, напри­мер, это регламентируется законом) производится предвари­тельная сортировка твердых отходов, что на порядок снижает содержание вредных веществ в газах и шлаках.

К новейшим отечественным разработкам относится техно­логия комплексной переработки ТБО, предложенная НИИ ре­сурсосбережения. Технология предусматривает предваритель­ную механизированную сортировку ТБО: извлечение черных и цветных металлов, выделение части балластных компонентов — стеклобоя, бытовых электробатареек, выделение текстильных компонентов и др., для последующего их использования

Законом Российской Федерации об охране окружающей при­родной среды (ст. 54) предусмотрено, что складирование и за­хоронение отходов производится в местах, определяемых решением органов местного самоуправления по согласованию (а потенциально опасных и особо токсичных отходов по разреше­нию) специально уполномоченных на то государственных ор­ганов в области охраны окружающей природной среды.

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, хвостохраннлища и др.).

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 и т. д.

Полигоны запрещено размещать в сильно заболоченных местах, на территориях зеленых зон городов, в зонах санитар­ной охраны курортов, в зоне питания подземных источников питьевой воды, в зонах активного карста, оползней, селевых потоков, снежных лавин.

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

Ученые предлагают создать экозащитные системы нового поколения — многопрофильные комбинаты «Экополигон», способные совме­стно перерабатывать все виды антропогенных отходов данного города и региона. При этом более 80% отходов превращаются во вторичные ресурсы и биосферные вещества, восстанавлива­ется качество окружающей природной среды путем санирова­ния (оздоровления) старых свалок и других мер. Данный вариант решения проблемы отходов позво­ляет:

Ø использовать экологически безопасные технологические процессы;

Ø исключить прямое сжигание органических веществ;

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

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

В целях реализации норм и положений Закона «Об охране окружающей природной среды» в России разрабатывается Го­сударственная программа «Отходы». Основная цель этой про­граммы состоит в обеспечении одного из условий экологически безопасного развития страны — стабилизации, а в дальнейшем сокращении загрязнения окружающей среды отходами и эко­номии природных ресурсов за счет максимально возможного вторичного вовлечения отходов в хозяйственный оборот.

Программа предусматривает решение следующих задач:

Ø снижение объемов образования отходов на основе внедре­ния малоотходных и безотходных технологий;

Ø сокращение видов и объемов токсичных и опасных отхо­дов на основе применения новых технологических решений;

Ø повышение уровня использования отходов;

Ø эффективное использование сырьевого и энергетического потенциала вторичных материальных ресурсов;

Ø экологически безопасное размещение отходов;

Ø целенаправленное распределение финансовых и иных ре­сурсов на удаление отходов и их вовлечение в хозяйственный оборот.

Программа должна предусмотреть единую научно обосно­ванную систему формирования и реализации федеральной, ре­гиональных и отраслевых программ, охватывающих комплекс­ное решение проблемы на различных уровнях управления.