Основні види відходів і їх утилізація.

Для того, щоб створити необхідну продукцію, одержати енергію(059), сировину, людина знаходить і видобуває природні ресурси, переміщує їх до місць переробки, виробляє з них продукти, які надходять у споживання. Таким чином, людина втягує природні ресурси в ресурсний цикл.

Під ресурсним циклом розуміють сукупність перетворень і просторових переміщень певної кількості речовини або групи речовин на всіх етапах використання їх людиною (виявлення, підготовку до експлуатації, вивільнення з природного середовища, переробка, перетворення, вертання в природне середовище).

Слово “цикл” передбачає замкнутість процесу. В природі всі хімічні речовини рухаються у замкнених колах. Коли б не було замкненості, ці речовини виявилися б вже вичерпаними. А рерсурсний цикл, який спочатку можна назвати антропогенним кругообігом, фактично, незамкнений. Дісно, якщо вироблений рослинами вуглець, який видобутий та перевезений до міста його використання, назад у своє сховище не вертається.

На кожному етапі ресурсного циклу (наприклад, розробка родовища, транспортування сировини, переробка) обов’язкові втрати або внаслідок особливостей технології, або суб’єктивних причин. При видобуванні частина сировини залишається в родовищі, у відвали йде так звана “пуста порода”, на видобування якої була витрачена енергія. Значна частина видобутого вугілля втрачається при транспортуванні до заводів та фабрик, при його перевантаженні та переробці. Якщо ресурсом слугує паливо (наприклад, те ж саме кам’яне вугілля), то при його спалюванні утворюється велика кількість золи, шлаків, різного типу окисів, що викидаються в атмосферу або у відвали на поверхні Землі.

Якщо те ж вугілля або нафта перероблюються хімічною промисловістю, то обов’язкове утворення побічних твердих, рідких та газоподібних продуктів, які є не що інше, як технологічні відходи, які утворюють шкоду природі. Вуглеводні у складі нафти або кам’яного вугілля, в надрах Землі ніякої шкоди природі не заподівають, а коли вони надходять з продуктами згорянняв в атмосферне повітря і воду, негативно впливають на здоров’я людини.

Отже, виходить, що забруднення середовища утворюють природні ресурси. На їх видобування, транспортування витрачени величезні кошти, енергія, час, та вони ж кінець кінцем погіршують стан середовища. Не випадково існує афоризм: забруднення середовища – це природні ресурси, що оказалися не на своєму місці. Людина не вміє поки що використовувати ресурси повінстю або багаторазово і тому повинна видобувати і перероблювати все нові й нові ресурси.

Зараз зусилля вчених спрямовані на те, щоб зробити ресурсний цикл замкненим, тобто, з одного боку, розроблюються і вдосконалюються процеси, зв’язані з видобуванням і переробкою необхідних ресурсів, а з другого – обумовлюється їх вертання в зміненому стані у виробництво для вторинного використання.

Ще більш складні закономірності супроводжують антропогенний кругообіг речовини при використанні ресурсів екологічних систем . Якщо, наприклад, вирубається ліс, то вся екосистема може припинити своє існування, тому що витрачається основна маса запасної енергії і речовини. І проходять сторіччя, поки на місці знищеної відновиться екосистема рівної продуктивності. Отже, у даному випадкові розсіювання речовини та енергії випереджає їх відновлення і природних біологічний кругообіг уривається. Тут все ж існує можливість замкнути кругообіг – раціональне лісовикористання. Треба використовувати систему відповідних заходів, що зменшують втрати деревини, відвищують коефіціент корисної дії при її використанні, і при цьому знижують об’єми та площі вирубування лісів, що сприяє їх інтенсивному відновленню.

Особливий випадок складають так звані культурні екосистеми(056), тобто сільськогосподарські лани. що оброблюються. Вони практично не здатні до відновлення. Людина збирає врожаї і виносить їх з ланів, тим самим витрачає значну частину створеної органічної речовини, на побудову якої витрачені мінеральні ресурси грунту. В цих ситуаціях екосистема припиняє своє існування. Щоб не допустити цього, людина повинна брати на себе відновлення екосистеми, тобто, забезпечувати кругообіг речовин. На практиці це означає висів насіння, використання добрив, тощо.

Отже, людина своєю діяльністю фактично і замикає на собі процеси природного кругообігу речовин. І для вертання речовин в кругообіг вона повинна витрачати енергію.

Інтенсивний шлях розвитку народного господарства неможливий без різкого підвищення ефективності використання природних ресурсів. Не менш ніж 75-80% приросту потреб населення повинно задовольнятися за рахунок раціонального використання природних ресурсів, основним шляхом якого є безвідходне виробництво.

Безвідходність – це не стільки перешкода появленню відходів, скільки максимальне їх використання як джерел сировини і енергії. Галузь, яка створює відходи, повинна розглядатися не як забруднювач біосфери, а як постачальник в народногосподарчий обіг відходів, що використовуються на міжгалузевій основі.

Природні ресурси перебувають в русі за ресурсним циклом, при цьому на кожному етапові циклу можливі втрати. Ресурсний цикл незамкнений, але перед людиною постає завдання замкнути його. В цьому випадкові безвідходність як відсутність відходів буде досягнута внаслідок кругообігу матеріальних та енергетичних рерсурсів в циклі “природні ресурси – виробництво – вторинні ресурси – виробництво – навколишнє середовище”.

Інженер-будівельник повинен знати, що зараз забруднення середовища викликають природні ресурси, що видобуваються. Людина втягує в кругообіг речовини, об’єм яких співставимий з об’ємом речовин, що діють у природних кругообігах. Це протиріччяможна подолати, якщо зробити ресурсний цикл замкненим. Водночас треба розвивати й альтернативний напрямок – перехід виробництва до безвідходних методів. В будівництві це перехід до синтетичних матеріалів, до легких сплавів титану, алюмінію, магнію, легійованій сталі, внаслідок чого одержують в 2-3 рази більш легкі конструкції, які не іржавіють, дуже економічні.

Відзначимо, що озброєння виробництв очисними спорудами загалом неефективно, потрібен біль комплексний підход – безвідходне виробництво, ресурсозбереження. Існує кілька напрямків створення і впровадження ефективних безвідходних виробництв:

-впровадження більш досконалих конструкцій очисних споруд, за допомогою яких вловлюються відходи одного виробництва і використовуються в якості сировини для другого;

-створення замкнених технологічних систем з використанням надійних методів очищення на різних стадіях процесу і з багаторазовим використанням води або технологічних газів;

-зменшення утворення відходів на основі комплексного використання сировини;

-розробка й впровадження системи утилізації відходів;

-формування комплексів взаємозв’язаних галузей, що мають замкнену структуру матеріально-енергетичних потоків сировини і відходів.

Масштаби й склад відходів виробництва і споживання такі, що вони є цінними сировинними ресурсами. На Україні щорічно утворюється біля 1,5 млрд т відходів, а всього нагромаджено на звалищах більш ніж 17 млрд т відходів. Під них зайнято біля 1 млн га сільськогосподарських ланів. Отже, вловлювання й переробка відходів дозволить не тільки внести в господарство вторинну сировину і вивільнити первинну, але й рекультувати грунти.

Зараз в господарчий обіг втягнуто багато видів вторинної сировини:

-зола і золошклакові відходи частково використовуються в промисловості будівельних матеріалів (34%), в будівництві(43%), сільському господарстві (23%). В будівництві їх використовують для теплоізоляції, стабілізації грунтів при їх насипанні; у виробництві будівельних конструкцій зола і золошклакові відходи використовуються як інертні заповнювачи для цементу, бетону й залізобетону. Найбільш ефективно використання відходів у виробництві нового типу цементу, що розроблений в Київському інженерно-будівельному інституті. Шлаколужний цемент є високоміцним в’яжучим, що повністю замінює звичайний цемент і складається з молотого шлаку, який змішується з будь-яким лугом (рідким склом, содою). Процес твердіння цього цементу при його затворенні аналогічний твердінню звичайного цементу. тобто, допускається твердіння при позитивних температурах, у пропарювальних камерах. На основі цього цементу можуть бути одержані бетони класу до В120, що мають підвищену стійкість в агресивних середовищах;

-доменні, сталеплавільні шлаки використовують для виробництва цементного клінкеру, гранульованого шлаку, літої щебінки, шлакової пемзи, керамзиту, шлаковати, мінеральної вати, літих плит та брусчатки. З доменних шлаків одержують також шлакосіталли;

-з вскришних порід зараз виготовляють щебінку, пісок, пісчано-гравійну суміш;

-фосфогіпс – відход у виробництві фосфорних добрив, використовується для виробництва гіпсового в’яжучого, цементу. Можна використовувати фосфогіпс для виробництва різних штукатурних розчинів, шпакльовок;

-дерев’яні відходи лісозаготівельної та лісопереробної промисловості йдуть на виготовлення дерев’яно-волокнинних та дерев’яно- стружкових плит;

-з вторинних полімерних матеріалів можна виготовляти будівельні вироби – труби, плінтуси, плівку, тощо.

Внаслідок використання вторинних матеріалів досягається суттєвий економічний ефект поряд із зменшеннямзабруднення навколишнього середовища.

Питання для самоконтролю.

Питання 6.11. Чи можна сказати, що забруднення середовища викликають природні ресурси?

Так.

Ні.

Питання 6.12. Чи можна передбачити задовільнення більшої частини потреб населення за рахунок безвідходного виробництва?

Так.

Ні.

Питання 6.13. Чи можливе використання в промисловості будівельних матеріалів відходів тпело-енергетичного комплексу?

Так.

Ні.

Загальний тест-контроль за темою

Запитання 6.1.

Хто вперше ввів в екологічну науку термін “біосфера”?

“А”. Е. Зюсс.

“Б”. В.І. Вернадський.

“В”. Ж.Б. Ламарк.

Запитання 6.2.

Чим відрізняється біосфера от від ряду геосфер землі?

“А”. Дуже великою масою.

“Б”. Наявністю живої речовини.

“В”. Включенням в свій склад всіх геосфер Землі.

Запитання 6.3.

З чого утворився озоновий екран на Землі?

“А”. З водяної пари, що вивільнилася в процесі формування планети з хмари космічного пилу.

“Б”. З молекул кисню, який утворився, коли з’явилися перші хлорофілоносні рослини.

“В”. З суміші газів, які вивільнилися з глибин Землі при здійсненні активної вулканічної діяльності.

Запитання 6.4.

Які живі організми можуть безпосередньо використовувати сонячну енергію?

“А”. Азотфіксуючи бактерії.

“Б”. Рослини.

“В”. Тварини.

Запитання 6.5.

Що є регулятором незмінності рівня безстічного водоймища? ПАКЕТ 2.

“А”. Інтенсивність притоку води у водоймище.

“Б”. Характер породи, що утворює дно водоймища.

“В”. Площа поверхні водоймища.

Запитання 6.6.

Яка галузь є основним споживником води?

“А”. Промисловість.

“Б”. Комунальне господарство.

“В”. Сільське господарство.

Запитання 6.7.

Світовим лідером з якого ресурсу є Україна?

“А”. Каоліну.

“Б”. Марганцевої руди.

“В”. Кам’яного вугілля.

Запитання 6.8.

Яку роль виконує озоновий шар на планеті?

“А”. Екранує від кідливої для всього живого жорсткої радиації.

“Б”. Є додатковим джерелом кисню на планеті.

“В”. Поглинає забруднення атмосферного повітря.

Запитання 6.9.

Яка основна особливість живої компоненти біосфери?

“А”. Висока активність при відносно малій масі.

“Б”. Обмеженість його існування в біосфері.

“В”. Неможливість існування тільки у повітряному середовищі.

Запитання 6.10.

Чим обумовлені межі біосфери?

“А”. Полем можливого існування життя.

“Б”. Наявність достатньої кількості кисню.

“В”. Наявністю достатньої кількості води.

ТЕМА 7

Система “Біосфера – людина”

Параграф 7.1