Утилизация отходов. Их вторичное использование

Размещено на http://www.allbest.ru/

Реферат

Утилизация отходов. Их вторичное использование

по дисциплине "Экология"

Введение

бытовой отход вторичный сырье

На городских свалках даже среднего города ежегодно скапливаются сотни тысяч тонн бытовых отходов. Разлагаясь, они отравляют воздух, почву, подземные воды и превращаются, таким образом, в серьезную опасность для окружающей среды и человека. Вот почему "героями дня" становятся эффективные, безотходные, а главное - экологически чистые технологии промышленной переработки мусора. Во всем мире переработка и утилизация бытовых отходов становятся все более злободневной проблемой. Главным образом это касается крупных густонаселенных городов, где ежегодно скапливаются миллионы кубометров всевозможного мусора. Дымящиеся свалки, кучи выброшенного хлама, переполненные мусорные баки - в России такие картины знакомы многим городским жителям. Подсчитано, что каждый год в стране скапливается только твердых бытовых отходов 140 миллионов кубометров, а к 2005 году эта цифра возрастет до 190 миллионов. Проблему уничтожения такой огромной массы мусора, бесспорно, можно отнести к категории экологических, с другой стороны, она самым тесным образом связана с решением сложных технических и экономических вопросов. ¹

Повышенный интерес к использованию вторичного сырья в развитых странах мира определяется наряду с экономическими соображениями также и жестким экологическим законодательством в отношении переработки отходов производства и потребления. Все большую роль играют международные соглашения по охране природы, особенно в тех направлениях, которые координируют отношения по обращению с отходами. Например, для стран - членов ЕС требуется обязательность наличия планов создания рынка вторичного сырья, введение нормирования использования наиболее распространенных отходов (макулатуры, стекла, пластиковых упаковок). ²

Обзор проблемы ТБО

Для начала хотелось бы обрисовать проблему городского мусора или твердых бытовых отходов (ТБО) как их называют специалисты. И начнем, по традиции с данных американских экологов, чей опыт всегда ставится в пример, иногда заслуженно. Жители Нью-Йорка выбрасывают в день в общей сложности около 24000 тонн всевозможных материалов. Эта смесь, состоящая в основном из разнообразного хлама, содержит ценные металлы, стеклянные контейнеры, пригодные для дальнейшего использования, а также макулатуру, пластик и пищевые отходы, незаменимые для удобрения почвы. Но наряду с ними в этой смеси содержится еще большее количество опасных отходов: ртуть из батареек, фосфоро-карбонаты из флюорисцентных ламп и токсичные химикаты из бытовых растворителей, красок и предохранителей деревянных покрытий.

Местные власти всех стран повсеместно пытаются найти лучший способ для утилизации отходов своих граждан. Особенно остро эта проблема стоит в промышленно развитых странах, так как состояние окружающей среды не допускает использование традиционных мест сброса. Все больше и больше мусора вывозится на дальние расстояния в санитарные зоны сброса, где он сортируется для извлечения ценных материалов в целях дальнейшей переработки и сжигается в специальных печах, предназначенных для получения энергии.

Проблема утилизации отходов усугубляется в основном потому, что большая часть товаров народного потребления обречена на очень кратковременную службу человеку. Они куплены, потреблены и выброшены без должного отношения к их остаточной ценности. Поражают количество энергии и затраты на восстановление окружающей среды при такой структуре потребления. Средний по размерам город областного значения в России располагает большим количеством алюминия, чем небольшая бокситовая шахта, меди - чем средняя медная копия, и большим количеством бумаги, чем можно было бы получить из огромного количества древесины. Вопрос лишь в том, как эффективнее ее разрабатывать, с тем чтобы получить максимальную отдачу от собранных материалов.

Переработка отходов предоставляет обществу повсюду "обмануть" проблему их утилизации и, следовательно, за счет затрат на переработку облегчить экологические стрессы. Переработка металлических, бумажных, стеклянных, пластмассовых и органических отходов уменьшает потребности в энергии и сырье. Так, при производстве алюминия из лома вместо бокситов затраты энергии и загрязнение воздуха уменьшаются на 95%. Получение бумаги из макулатуры вместо древесины не только спасает от вырубки ценные леса, но и на три четверти сокращает расход энергии на производство 1 т бумаги, требует лишь половины объема воды, потребляемой при использовании древесного сырья. Затраты энергии и материалов, общее загрязнение могут быть радикально снижены при условии сокращения количества отходов, посредством поощрения полного использования сырья и переработки, путем превращения отходов в новую продукцию.

Благодаря уменьшению расхода энергии, получаемой в основном из ископаемого топлива, переработка отходов становится одним из наиболее эффективных методов сдерживания концентрации газов, способствующих парниковому эффекту, и сокращения загрязнений, составляющий которых ведут к образованию кислотных дождей. Продукты сгорания ископаемого топлива нарушают хрупкий баланс газов в атмосфере, что, как утверждают ученые, может вызвать глобальное повышение температуры и поднятия уровня океана - в случае увеличения доли оксида углерода в атмосфере. В результате действия загрязнителей, кислотных дождей и продуктов сгорания природного топлива уже повреждены 19 млн. га лесов в Северной и Центральной Европе, это - территория, примерно равная Восточной Германии и Австрии, вместе взятым, и это же - тысячи мертвых озер на индустриальном Севере.

Люди не беспомощны перед лицом этого комплекса проблем. Сокращая количество прямых отходов производства и перерабатывая большую часть отходов, люди становятся частью решения данной проблемы. Но сами по себе они (потребители) не могут произвести желаемых изменений. Им нужна помощь предприятий, способных и стремящихся производить продукцию, приспособленную к дальнейшей переработке, и правительства, способных и стремящихся изменить прежнюю практику утилизации отходов. Общие решения по утилизации отходов, принятые местными и национальными правительствами, влияют на глобальное использование энергии, уровень теплоты в атмосфере и степень загрязнения окружающей среды. От того, насколько сплоченно будут действовать люди и нации, чтобы сохранить сырье и энергетические ресурсы, и будет зависеть уровень глобального изменения окружающей среды.

Во многих местах в мире стратегия переработки отходов не получает поддержку из-за предрассудков против уже использованных материалов и продуктов, содержащих их. Из-за того, что кампания по сбору отходов началась как мера по защите здоровья, многие ошибочно считают вещи, бывшие в употреблении, опасными и грязными. Напротив, многие материалы находятся в употреблении именно из-за их долговечности и надежности.

Утилизация путем переработки мировых отходов приведет к тому, что в дальнейшем уже использованного металла будет применяться больше, чем имеется в богатейших месторождениях, бумаги - столько, сколько можно было бы получить из миллионов га лесов, и пластмассы, содержащие высоко переработанные химикаты.

И тот факт, что эту продукцию, очень дорогую по содержанию сырья и энергоемкую, часто считают бесполезной, показывает извращенность экономической системы. Мы просто выбрасываем наше будущее.

Ценность мусора

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.

Таблица 2. Соотношение видов утилизации ТБО в различных странах, %

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.

Классификация основных видов твердых отходов

Отходы потребления - изделия и материалы, утратившие свои потребительские свойства в результате физического (материального) или морального износа. Промышленные отходы потребления - машины, станки и другое устаревшее оборудование предприятий

Бытовые отходы - отходы, образующиеся в результате жизнедеятельности людей и удаляемые ими как нежелательные или бесполезные. К твердым бытовым отходам относят картон, газетную, упаковочную или потребительскую бумагу, всевозможную тару (деревянная, стеклянная, металлическая), вышедшие из употребления или утратившие потребительские свойства предметы и изделия из дерева, металла, кожи, стекла, пластмассы, текстиля и других материалов, сломанные или устаревшие бытовые приборы - мусор, а также сельскохозяйственные и коммунальные пищевые отходы - отбросы.

Особую категорию отходов (главным образом, промышленных) составляют радиоактивные отходы (РАО), образующиеся при добыче, производстве и использовании радиоактивных веществ в качестве горючего для атомных электростанций, транспортных средств (например, атомные подводные лодки) и других целей.

Большую опасность для окружающей среды представляют токсичные отходы, в том числе часть неопасных на стадии их появления отходов, которые приобретают токсичные свойства во время хранения.

В последние годы возникла серьезная проблема загрязнения околоземного космического пространства твердыми фрагментами, так называемым космическим мусором, который образуют обтекатели последних ступеней ракет, различные детали стыковочных узлов, осколки космических аппаратов как результат их преднамеренной ликвидации, частицы разрушающихся покрытий космических аппаратов.

Спектр размеров этого мусора - от менее нескольких сантиметров до нескольких метров. В настоящее время общая масса космического мусора превысила 5000 т и продолжает увеличиваться.

В последнее десятилетие в космос запускают ежегодно более 100 ракет, выводя на орбиту спутники связи, исследовательские спутники, спутники-спасатели поиска аварийных судов и самолетов системы космического спасения, спутники-шпионы и др.

Масса космического мусора уже составляет величину, соизмеримую с массой газа верхних слоев атмосферы на высоте выше 200 км, т. е. там, где этот мусор может существовать (на более низких высотах он сгорает).

Двигаясь с космическими скоростями, этот мусор обладает колоссальной кинетической энергией и становится угрозой для освоения космического пространства (защитить космические аппараты от разрушения при столкновении с осколками размером более 1 см практически невозможно). Около 75% космического мусора принадлежит нашей стране.

Рециклизация (вторичное использование) ТБО

Вторичная переработка использованных изделий и многоразовое использование стеклянной тары достигли пика в развитых странах Европы в начале 1990-х гг.³ . (рис. 1).

Рис. 1. Вторичное использование материалов в странах Европы (данные организации "Друзья Земли", 1991 г.)

Растущее население, увеличивающиеся доходы и изменение структуры потребления усложняют решение проблемы утилизации отходов. Количество мусора увеличивается, города растут, так называемые потребители зарабатывают больше денег, увеличивают потребление еды, воды и так называемых товаров длительного пользования, тогда как растущий спрос и большая доступность стимулирует продажу товаров, которые просты в обращении, но - с большим удельным содержанием упаковок. В большинстве регионов в мире способность к эффективному решению проблемы отходов далеко отстает от темпов их роста.

До эры агломераций утилизация отходов была облегчена благодаря всасывающей способности окружающей среды: земли и воды. Крестьяне, отправляя свою продукцию с поля сразу к столу, обходясь без переработки, упаковки, рекламы и торговой сети, привносили мало отходов. Овощные очистки и тому подобное скармливалось или использовалось в виде навоза как удобрение почвы для урожая будущего года. Передвижение в города привело к потребительской структуре. Продукцию стали обменивать, а значит, упаковывать для большего удобства.

Индустриальное общество с низким процентом сельского населения и высокими доходами производит на свет больше отходов, чем развивающиеся страны. Нью-йоркцы, например, выбрасывают в отходы в 9 раз больше своего веса, а манильцы - в 2,5 раза больше своего веса. Одной из причин является то, что продукты в Нью-Йорк доставляются из-за сотен и даже тысяч километров и потому удельный вес упаковки, сохраняющей свежесть и привлекательность продукции, гораздо больше, чем на сельском рынке. Около одного из десяти долларов, составляющих стоимость продуктов, американцы платят за их упаковку.

В промышленно развитых странах вес упаковки составляет около 30%, а по объему - 50% всех домашних отходов. Бумага составляет примерно половину упаковочных материалов, затем следует стекло, металл и пластик. Средний американец выбрасывает около 300 кг упаковочных материалов в год. За последние 30 лет нью-йоркцы удвоили потребление упаковки, и в 1996 г. ожидалось потребление 400 кг(на самом деле оно оказалось значительно большим) на человека. В США более половины всей произведенной бумаги и стекла и около одной трети всей пластмассы содержатся в изделиях, срок службы которых составляет менее одного года. Производство этих упаковочных материалов потребляет около 3% всего национального энергетического бюджета.

Доля пластика в упаковке с незначительного объема в шестидесятых годах выросла особенно быстро. Напитки, растительные масла, чистящие средства, парфюмерия теперь имеют пластмассовые упаковки. Действительно, сейчас стало очень трудно купить их в традиционной стеклянной емкости и в России. Следующей целью производителей пластика становятся жестяные банки. Таким образом, не только растет количество упаковки, но и меняются материалы, используемые в ее производстве. Растет доля пластиков в общей массе отходов, а их не просто утилизировать с тем чтобы использовать заново.

Индустрия прохладительных напитков, демонстрируя изменение компонентов упаковки и повышение доступности своих товаров, все больше "раздувает" мусорные ящики в домах. До 1975 г. бутылочные контейнеры доминировали на мировом рынке контейнеров для напитков. Оставшуюся часть составляли алюминиевые и стальные банки и одноразовые бутылки. К 1981 г. это соотношение изменилось в пользу одноразовых емкостей.

За это время потребление безалкогольных напитков увеличилось на 56%. И с тех пор на рынках как США так и других стран всевозможные стеклянные бутылки стали заменять алюминиевыми и пластиковыми банками. К 1985 г. они имели уже 69% всего рынка и оставляли стеклянным лишь 16%. Банки из-под газированных напитков составляют 5% домашних отходов.

Алюминий очень редкий металл, и его очень трудно очистить от примесей. Лишь когда в 1820-х годах датские и немецкие ученые научились его перерабатывать, он стал ценным материалом. Его стоимость была 1200 долларов за килограмм, он был дороже золота. С тех пор, как алюминий был использован в игрушке для сына Наполеона, его распространение росло очень быстро. Впервые появившись в 1983 г., 355-миллилитровая банка выросла в крупнейшего потребителя алюминия, поглощающего 22% всего импорта алюминия в США. В 1963 г. в США использовалось 11,5 млрд. металлических банок, из них 11,4 млрд. были стальными. К 1985 г. выпускалось более 70 млрд. банок для газированных напитков, и уже 66% были алюминиевыми.

Внедрение дешевой нефтехимической продукции и новых технологий возвестили о наступлении века пластика. Двухлитровые бутылки, представленные впервые в 1978 г., теперь составляют 22% общего объема продаж безалкогольных напитков в США, у нас же те самые бутылки "РЕТ" только в полутора-литровом исполнении и вовсе самая популярная тара. Если сравнить по весу, то пластика сейчас выпускается в несколько раз больше, чем алюминия и всех других нецветных металлов, вместе взятых. Их продажи растут по 5% в год, начиная с 1977 г. Бутылки для кетчупа, пакетики для супа и упаковки для мороженого должны быть легкими, небьющимися и биологически неактивными - т.е. пластиковыми.

Хотя неосведомленный человек думает, что существует лишь один вид пластика, имеющий разное применение, на самом деле различают около 46 различных типов пластиков, находящихся в повседневном пользовании. Одна сдавливающаяся бутылка из-под кетчупа состоит из 6 видов пластика, имеющих разное назначение: придание формы, плотности, эластичности и герметичности. К сожалению, лишь немногие процессы переработки можно применить для получения более чем одного вида пластика одновременно. А при тех, что пригодны для этих целей, вырабатывается пластик более низкого качества, чем полученный как сырье переработки.

В дальнейшем количество пластиков будет увеличиваться за счет соединения пластиков с другими материалами. Любая фирма, работающая с копировальной техникой, сейчас предлагает компаниям, готовым заплатить 35 центов за лист, долговечную пластиковую "бумагу". Упаковщики пищи экспериментируют с материалом, представляющим собой смесь алюминиевой фольги и пластика, что является менее громоздкой, чем негнущиеся упаковки, и лучше сохраняют пищу. Но чем сложнее, тем больше стоимость и сложность ее переработки. И, в отличие от большинства материалов, пластик не так легко разлагается под действием света и бактерий. Однажды выброшенные, они остаются относительно целыми долгие годы.

Другую экологическую опасность представляет собой процесс, который применяется для получения материала, используемого в целях сохранения в горячем виде так называемой "быстрой" пищи. Примерно половина всей такой упаковки содержит хлористые соединения. Хлор способен уничтожать озоновый слой, защищающий землю от ультрафиолета. Если допустить его массовый выпуск в атмосферу, то радиация ультрафиолетовых лучей будет способствовать заболеваниям раком кожи, снижению урожайности и ослаблению иммунной системы человека.

В будущем будет использоваться пластик, способный к биологическому разложению. В Великобритании и в Бетланде (Швейцария) субсидируемые частными компаниями ученые уже пришли к формуле так называемого "умного пластика", который разлагается естественным путем или посредством применения специальных реагентов. Опытное производство этого пластика уже началось, но пока оно сдерживается высокими производственными ценами и низкими объемами производства, что допускает его применение лишь для высокотехнологических нужд и нужд медицины, но, по заявлениям компаний-производителей, в ближайшем будущем он дойдет и до обычного потребителя. Производство разлагающегося пластика, содержащего крахмал также является одним из направлений поиска.

Многочисленные фирмы, главным образом в США, Японии, странах Европы ведут разработки новых видов пластмасс, способных саморазрушаться в воде и почве. Уже в 70-х годах исследователи получили полубиодеградабельные пластмассы путем последовательного вкрапления крахмала в полимерные цепочки. Этот вид пластмассы использовался для сумок, контейнеров, почтовых упаковок и других целей. В 1989 г. итальянская химическая компания "Феррузи" объявила о создании первого в мире полностью биодеградабельного пластика и получила патент на его промышленное производство в 1990г. Пластик сделан из полиэтиленовой ткани, которая содержит пустоты, заполненные кукурузным крахмалом в количестве от 10 до 50%. Микроорганизмы разрушают новый пластик до окиси углерода и воды в течение полугода. Другое уникальное нововведение фирмы- пластик представляет смесь полимеров, превращенных в "единый сплав". Это означает, что в структурном отношении цепочки крахмального полимера и полимера из нефти смешиваются, превращаясь в вещество с новыми свойствами. Это нововведение позволило фирме довести количество крахмала до 20%, но несмотря на это. Пластик является достаточно прочным для создания, например, хозяйственных сумок. Разработка пластмассы из саморазрушающегося материала является одним из основных проектов "зеленой химии", осуществляемых фирмой.

Подобный тип пластмасс, основанный на крахмале, разработан в Австрии для производства биодеградабельных чашек, полотенец, емкостей для яиц, кухонной посуды и др.; в Великобритании биополимер введен для производства биодеградабельных тарелок, подносов, чашек. В одной из франкфуртских лабораторий получен биодеградабельный полимер на основе масла овощей (жирные кислоты масла связываются для получения полимера), который является полностью безопасным для окружающей среды. Его стоимость будет не выше стоимости полиреов, произведенных из нефти.⁴

Вернемся к увеличивающейся доле неразлагающихся отходов: ведь сейчас отходы домашнего хозяйства содержат все большее количество опасных отходов. Жители среднего американского города выбрасывают в год около 23 кг опасных материалов. Батарейки, краски, растворители масла и пестициды - в числе наиболее проблематичных. Ртуть из батареек и фосфорсодержащие элементы флюорисцентных ламп угрожают здоровью людей. Безусловно, продолжает расти риск, связанный с органическими химикатами, содержащимися в лаках, которыми обычно покрывается мебель, растворителях красок, пестицидах и косметике - эти продукты будут также исследованы с особой тщательностью. Будучи просто выброшенными в мусорный бак, эти опасные отходы могут вызвать взрыв в мусоросжигательных печах, загрязнение подземных вод в месте складирования и угрозу здоровью людей.

В условиях роста городов объем и состав теперь превосходит организационные и физические возможности их утилизации. Власти Пекина, Шанхая, и еще 24 крупнейших городов Китая пытаются справиться со свалками, которые вырастают на 10% в год. К тому же традиционных путей для утилизации отходов становится все меньше, так как фермеры, боясь снижения урожайности из-за загрязнений, очень неохотно отдают свои земли для закопки мусора. А в Мехико более 10000 т мусора до сегодняшнего дня сбрасывалось на открытой поверхности, что способствовало росту колоний крыс и блох, поразивших все окрестности.

Фактически нет реального выхода из создавшегося положения, поскольку официальные лица городов как в индустриально развитых, так и в развивающихся странах могут лишь наблюдать за ростом количества отходов. В некоторых регионах инфраструктура по утилизации отходов уже перегружена, а в других ее даже не существует.

История. Традиционные методы утилизации отходов

Приблизительно за 500 лет до нашей эры в Афинах был издан первый известный эдикт, запрещающий выбрасывать мусор на улицы, предусматривающий организацию специальных свалок и предписывающий мусорщикам сбрасывать отходы не ближе чем за милю от города. Подобно многим греческим изобретениям, такая практика утилизации отходов была забыта в средние века. Жители продолжали выбрасывать мусор в окно вплоть до 14 века. Но несколькими веками позже, когда тысячи людей стали переселяться в промышленные города с тем чтобы получить работу, они, неся с собой эту порочную практику, принесли и мусорный кризис. Городские власти законодательно предусмотрели ответственность нарушения в области сбора и утилизации отходов. Мусор вывозили за городские ворота и просто складировали на различных хранилищах в сельской местности. В результате роста городов свободные площади в их окрестностях уменьшались, а неприятные запахи и возросшее количество крыс, вызванное свалками, стали невыносимыми. Отдельно стоящие свалки были заменены ямами для хранения мусора. В густо же населенных районах Европы этому способу, как требующему слишком больших площадей и способствующему загрязнению подземных вод, был предпочтен другой.

Первое систематическое использование мусорных печей было опробовано в Нотингеме, Англия, в 1874 г. Сжигание сократило объем мусора на 70-90%, в зависимости от его состава, поэтому данный способ нашел свое применение по обе стороны Атлантики. Густонаселенные и наиболее значимые города вскоре внедрили экспериментальные печи, но не везде смогли оправдать затраты. Большие затраты на них были бы уместны тогда, когда не было бы дешевого способа захоронения. Многие города, которые применили эти печи, вскоре отказались от них - из-за ухудшения состава воздуха. Захоронение отходов оказалось в числе наиболее популярных методов решения данной проблемы.

90% отходов в США до сих пор закапывается. Но свалки в Америке быстро заполняются, а страх перед загрязнениями подземных вод делает их нежелательными соседями. Эта практика заставила людей во многих населенных пунктах страны прекратить потребление воды из колодцев. Желая уменьшить этот риск, власти Чикаго с августа 1984 г. объявили мораторий на разработку новых площадей под свалки до тех пор, пока не будет разработан новый вид мониторинга, с тем, чтобы контролировать образование метана.

Метан - горючий газ, образующийся в процессе разложения органических соединений. Если не проконтролировать его образование, возможен взрыв. Все больше и больше метана сейчас добыается в местах захоронения отходов при помощи труб, вставляемых внутрь захоронений. После очистки газ может быть использован в качестве топлива. Уже 40 таких станций работают и строятся по всем Соединенным Штатам. Крупнейшая из них расположена во Фреш Килс на Стэйтен Айлэнде, там получают 5 млн. куб. м газа в день и продают Бруклинской газовой компании. Этим количеством газа можно отопить 50000 домов. Запасов газа должно хватить на долгие годы. Метан продолжает выделяться и спустя десятилетия после закрытия свалки.

По сведениям Д. Мориса и Н. Селдома, сотрудников Института местного самоуправления США за 1984 год, половина всех городов США израсходовала бы все свои ресурсы для свалок к 1990 г, поэтому властям еще ранее пришлось подумать о том как рациональнее использовать свои отходы. Площадей становится все меньше, и цены на них растут. В Минеаполисе, штат Миннесота, цена на захоронение 1 т отходов возросла за 6 лет с 5 до 30 долларов. К 1990 г. власти Калифорнии заплатят 1 млрд долларов за то, чтобы избавиться от своего мусора. Филадельфия с населением в 6 млн. человек больше не имеет доступа к площадям захоронения отходов, и их придется вывозить в штаты Огайо и Южную Вирджинию. С 1980 по 1987 гг. стоимость утилизации отходов возросла с 20 до 90 долларов за 1 т. Такой быстрый рост цен заставил муниципальные власти Филадельфии начать переговоры об экспорте мусора на Антильские острова. Эта акция, которой долгое время опасались экологи, показывает, что такое отношение может привести к превращению стран третьего мира в свалку отходов развитых стран.

Но даже если город и может найти место для свалки, то эти места обычно удалены от города. Цена утилизации увеличивается на 1 доллар с каждой милей, на которую перевозят 1 т мусора. К тому же цены во многих местах искусственно занижены. До тех пор, пока городские власти и промышленники не столкнутся с высокими ценами на крохи земли и более строгими экологическими ограничениями, они не смогут решить ни одну проблему. М. Хинчей, председатель комиссии по твердым отходам г. Нью-Йорка, утверждает, что слабым звеном во всей нынешней системе утилизации отходов является ценообразование на рынке вторматериалов. Из-за заниженных цен на земли под свалки, предприятия, сбрасывающие отходы, и их коллеги в муниципалитете не испытывают большого желания копаться в отходах, выискивая ценные для переработки материалы или вкладывать деньги в их переработку. Он предлагает повышать цены на сброс мусора в зависимости от массы выброшенного материала.

Нехватка новых мест для сброса отходов, а также их растущий объем заставляют искать все новые методы их утилизации. Поддержка в пользу станций по переработке отходов в энергию в США растет как снежный ком. После огромного количества неудач в 1970-х гг. эта технология была улучшена и используется от Аляски до Флориды.

В 1986 г. на конференции мэров США было объявлено о существовании 69 таких станций, а также о строительстве в ближайшее время еще около 61. Большинство из них используют технологию сжигания общей массы, то есть топливом служит мусор, который не перебирали и который краном переносится в специальную печь. Другие применяют технологию, где топливом служит мусор, из которого удалены металлы и стекло, и в который добавили немного угля. На некоторых подобных станциях также отделяют определенные, имеющие низкие теплотворные способности, органические отходы, чтобы использовать их в качестве удобрений. Технология массового сжигания является наиболее привлекательной - из-за отсутствия высоких требований к топливу, и поэтому они могут быть переданы в частные руки - при гарантированном спросе на энергию. Закон США 1978 г. требует от государственных энергокомпаний покупать электричество по сходной цене у частных производителей. Но этот закон не является столь же насущным в тех странах, где частные предприятия занимаются как электричеством, так и отходами.

Компании, снабжавшие оборудованием теперь уже устаревшую энергетическую промышленность, активно предлагают на рынке новые, работающие на сжигании мусора электростанции. Последние могут покрыть нужды в электричестве целых городов и поглотить 100-3300 т мусора в день. Рынок больших и малых подобных электростанций растет. Около 25 таких электростанций объемом потребления в 1500 т мусора в день уже работают сейчас либо находятся в стадии завершения строительства. Об их эффективности можно судить по следующим данным: чтобы сжечь весь пригодный к сжиганию мусор нужно 12 станций мощностью по 1500 т в день.

Приверженцы рассмотренных электростанций обращаются к международному опыту их использования. Около 350 таких станций работает в Бразилии, Японии, на территории бывшего СССР и в разных странах Западной Европы, где находится около половины всех этих станций. В Дании, Японии, Швеции и Швейцарии более половины всего мусора сжигается, но лишь часть его служит для выработки электричества. Гораздо большее их число предназначены для получения пара, идущего на отопление жилых домов и предприятий. С 1970 г. количество электростанций, работающих на мусоре, в Японии увеличилось в 4 раза. В США лишь 3% отходов сжигается. Приверженцы данной технологии считают, что к концу столетия их объем возрастет до 40%.

Не все убеждены в перечисленных выше достоинствах таких электростанций. Ряд электростанций работающих на мусоре, закрывается - в большинстве своем из-за того, что они не удовлетворяют стандартам по качеству воздуха, введенным после их строительства. Некоторые аналитики считают, что эти проблемы не решены в полной мере и на новых станциях.

Скептики убеждены: после их открытия появятся проблемы с сжиганием мусора, содержащего хлор. При выбросе их молекулы группируются в химические соединения, известные как диоксины. Замечено, что они ослабляют иммунную систему, делая ее менее стойкой к воздействию вирусов, и влияют на кожный покров.

С февраля 1985 г. по июль 1986 г. Швецию обязали ввести мораторий на строительство мусоросжигающих печей для проведения расследования их влияния на здоровье. Дания объявила такой же мораторий, после чего резко возросла озабоченность германских и американских ученых: эпидемиологические исследования выявили высокий уровень диоксинов в молоке матерей, и специалисты отнесли этот факт к последствиям вредных выбросов мусоросжигающих печей.

Вопросы, связанные с выбросами, не найдя точного ответа, только подогрели споры ученых по обе стороны баррикад. Пока не получено однозначного решения по поводу влияния диоксинов на здоровье людей, муниципальным властям сложно будет принимать проекты электростанций, работающих на отходах.

Но в таких городах, как Нью-Йорк, где мест для утилизации отходов становится все меньше, руководители, отвечающие за поддержание чистоты, ищут пути быстрого решения проблемы. И они намерены построить сначала 5, а позднее еще 3 электростанции общей перерабатывающей способностью около 17,850 т в день. Первые пять с общей перерабатывающей способностью 11,200 т в день предполагается построить одновременно. До того, как будут получены первые опытные данные, государство заплатит 1,5 млрд. долларов. Это очень рискованная затея. Инвестиции таких масштабов требуют тщательного планирования, и внедрение новой технологии не должно проводится чересчур быстрыми темпами. Разумнее было бы получить первые результаты на одной из таких печей, а потом планировать постройку остальных. Стимулирование переработки отходов, разработка новых экологически чистых технологий захоронения мусора и золы из мусорных печей является более приемлемым способом, так как переработка 10% отходов Нью-Йорка заменит использование одной большой станции по их сжиганию.

В США нет общенациональных стандартов и норм качества выбросов мусорных печей так же, как нет норм допустимой концентрации диоксинов в них. В 1986 Швеция стала первой страной, принявшей допустимые нормы концентрации диоксинов в воздухе. В Западной Германии 11 основных загрязнителей окружающей среды регулируются государственными стандартами и нормами и в случае если печь, нарушающая эти нормы в течение часа, не прекратит чрезмерные загрязнения, то она будет немедленно закрыта. Управляющие любых рангов, которые умышленно нарушают нормы выброса, могут получить до 2 лет тюрьмы. Так как состав выбросов печей зависит от состава самого мусора, температуры самой печи и многих других вещей рабочие и управляющие, работающие на таких предприятиях в Германии и в Швейцарии перед тем как начать работу проходят 2,5-летнюю специальную подготовку.

Также большую озабоченность вызывают выбросы, содержащие кислотные газы и тяжелые металлы. Поэтому мусорные печи нуждаются в специальных фильтрах, защищающие атмосферу от кислотных выбросов.

Сбор, транспортировка и утилизация отходов стоит городам от 30 до 100 долларов за тонну. Поэтому утилизация твердых отходов- большая и постоянно растущая расходная статья городского бюджета. Необходимость сокращения количества отходов, их переработка вынуждает искать не только новые подходы, но и вовлекать все большее количество средств, что далеко не так просто, особенно в нашей стране. Но, несмотря на все препятствия, все большее количество городов активно внедряют в свои планы борьбы с отходами их переработку. Эти города не тратят свои деньги на захоронение, а, наоборот, зарабатывают их через продажу вторматериалов. Эти программы вырастают за пределы городов в виде заработанных денег, произведенной энергии, материальных ценностей и сохраненной нетронутой окружающей среды.

Традиционные способы утилизации отходов

Указанные выше сравнительные таблицы убедительно показывают, что все существующие сейчас и широко используемые в нашей стране способы утилизации имеют огромное количество недостатков. Единственным, относительно экологически чистым, способом борьбы с ТБО и промышленными отходами, на сегодняшний день, является переработка отходов. Ведь путём многоступенчатой переработки мусора можно получать многие виды пластмасс, которые вновь могут быть использованы и переработаны. Этот процесс тоже повторяем, а порой и бесконечен, следовательно, выгоден. Более того, переработка отходов позволяет сэкономить природные ресурсы и огромные средства.

Но далеко не все почему-то могут, а главное хотят понять, что мусор нужно не уничтожать, а использовать. Местные власти, не имея средств, пытаются хоть как-то решить проблему отходов в то время как нельзя подходить к ее решению как к борьбе с мусором, ставя задачу любой ценой избавиться от него и поскорее выбросить на свалку или сжечь. Это экологически вредно и экономически нецелесообразно, поскольку мы имеем дело с комплексным сырьем, содержащим целый ряд ценных компонентов.

Есть ли выход из мусорного кризиса? Смоленский эксперимент

В настоящее время в Гагаринском районе Москвы разместили на улицах 300 специализированных контейнеров, оборудованных под селективный (раздельный) сбор бумаги, жести и пластика. Если эксперимент себя оправдает, то подобные мусоросборники появятся по всей Москве. Но оправдает ли? И самое для нас главное - как использовать этот опыт в рядовом российском городе? И стоит ли использовать? Как нам искать выход из своего мусорного кризиса? Ведь сейчас любой город буквально утопает в мусоре. Более того, и вывозить его уже некуда - ведь городские свалки, расположенные, как правило, в черте города, переполнены. И их давно пора закрывать. А вывозить мусор на отдаленные полигоны городским властям не по карману. Да и полигоны эти тоже не безразмерны. И все мы, пока того еще не очень замечая, сидим в глубокой яме. Мусорной. И с каждым годом увязаем в ней все глубже. Ведь все то, что мы производим и потребляем, буквально все, рано или поздно оказывается на свалке. И чем лучше мы живем, чем больше и лучшего качества и в красивой упаковке товаров мы потребляем, тем больше мусора "производим", тем больше растет свалка. Но ведь свалка не резиновая, сжиматься не умеет. Зато у нее хорошо получается расширяться. И с каждым годом расположенные в черте города и уже давно переполненные свалки все больше и больше наступают на город. Со всеми вытекающими отсюда последствиями в смысле влияния на экологию. Что уж тут говорить о тех людях, которые живут с ними рядом? Так что же делать? Вот и давайте разберемся. Ведь раздельный сбор отходов не нов не только для многих стран, но и для самой Москвы. Не так давно он с треском провалился в таком "продвинутом" районе столицы России, как Зеленоградский, а до этого - и в ряде других районов. Так что же заставляет власти в который уже раз наступать на одни и те же грабли? Ведь в Москве есть и мусоросжигательные заводы, и мусоросортировочные станции, внедряются и нетрадиционные способы мусоропереработки. Простейшее решение - вывозить мусор из города куда подалее. Но не получается. Ведь там, "где подалее", тоже не слишком рады этому мусору. И своего хватает. А безумное вздорожание топлива и большие расстояния делают такой путь решения проблемы тупиковым. Нет и не будет таких денег у города, слишком уж "золотым" становится при этом мусор. Да и чисто физически возить его скоро будет не на чем - парк городских машин-мусоровозов катастрофически сокращается, техника уже много лет работает за гранью полного износа. И обновить парк мусоровозов город также, естественно, не в силах. Вот-вот уже настанет тот день, когда последний мусоровоз не сможет выйти в рейс. И вот тогда город буквально утонет в мусоре. Но ведь должен же быть хоть какой-то выход? Ведь проблема общая не только в нашем городе, но и во всей стране, во всем мире. И чем цивилизованнее город, тем острее эта проблема. В принципе известны три возможных пути решения этого вопроса. В соответствии с ними городской мусор можно:

1) сжигать;

2) вывозить на свалку;

3) перерабатывать во что-то полезное.

Первый путь для нас неприемлем. Ведь мусоросжигательный завод стоит таких денег, которые для простого города кажутся не то что огромными, а астрономическими- всего бюджета города не хватит. Все равно что метрополитен построить. Да и ущерб природе от работы мусоросжигательного завода такой, что мало не покажется. Внукам не расхлебать. Большинство цивилизованных стран, попробовав этот путь, начинают от него отказываться. Ведь во всем мире не научились еще сжигать мусор так, чтобы можно было полностью избавиться от вредных отходов, засоряющих окружающую среду (прежде всего - от диоксинов). Существующие же на Западе системы, которые вроде бы и позволяют решить эту проблему, настолько дороги, что ни о какой окупаемости их не может быть и речи. Как вывозить мусор на свалку - мы уже обсудили выше. Большинство городов уже имеют богатый опыт реализации этого пути. К сожалению, опыт отрицательный. Остается последнее: вспомнить, наконец, что каждая куча мусора является чуть ли не "золотым дном". Ведь по большому счету мусор - это не отходы, а ценное сырье. Ведь все, буквально все, что в мире производится, рано или поздно оказывается на помойке. Сколько же в мусорном баке содержится полезных составляющих. Это такие компоненты, как бумага, картон, стеклобой, пластик, тряпье, черный металлолом (не говоря уже о цветных и драгоценных металлах, входящих в состав, например, радиодеталей). Надо только суметь это полезное из мусорного бака достать, рассортировать и переработать в товар, имеющий коммерческую ценность. И тогда не нужно будет искать деньги на разгребание наших мусорных куч - процесс будет самоокупаемым. Деньги-то, оказывается, лежат прямо под ногами! Дело за малым - как это сделать? Как их поднять? Ведь при ближайшем рассмотрении не все оказывается так просто. Для сбора подобных составляющих предназначены специализированные мусорные контейнеры, в которые сознательные граждане якобы и должны нести предварительно рассортированный у себя на кухне мусор. А для того чтобы выбрать ценные компоненты из общих контейнеров, куда несознательные граждане валят все подряд, предназначены мусоросортировочные станции и мусоросортировочные заводы, куда эти отходы свозят перед тем, как отправить на окончательное захоронение или на мусоросжигательные заводы. Таким образом, проблема вроде бы решается: из мусора выбирают фракции, представляющие коммерческий интерес (а это в идеале 50-70% от всего его объема), а оставшуюся часть прессуют и вывозят на полигон. В результате и деньги заработаны, и объем мусора для захоронения уменьшился в несколько раз. Поэтому возить этот небольшой объем можно достаточно далеко (и на захоронение, и на сжигание). Казалось бы - живи и радуйся. Но не тут то было. На практике, оказывается, эта красивая и выгодная схема избавления от мусора трещит по всем швам. На первом этапе подавляющее большинство граждан отказывается проявлять сознательность и устанавливать у себя в малогабаритной кухне сразу несколько мусорных, которые затем надо выносить и высыпать в отдельные специализированные контейнеры. На практике же все специализированные контейнеры мгновенно становятся общими для всех отходов. Мусор же, который вывозят на сортировку из общих (и специализированных, но фактически ставших общими) контейнеров, с большим трудом поддается сортировке на мусоросортировочных станциях. Тем не менее одними из первых такую попытку сделали в Москве. Решение для огромного мегаполиса казалось очевидным: большому городу - большие мусоросортировочные заводы. Но вот беда - оказалось, что на таком заводе можно добыть из поступающих гор мусора не более 5-10% полезного материала. И это при том, что изначально содержится его там, как неоднократно проверено, 50-70%! Так в чем же дело? А ответ оказался простым. Ведь пока мусор полежит у дворника под мусоропроводом, пока перекочует в мусорный контейнер, пока полежит в этом контейнере несколько дней в ожидании мусоровоза, пока доедет до мусоросортировочного завода и дождется своей очереди. За это время мусор успевает подгнить, перемешаться, еще раз подгнить. И вот уже бумага и картон, которые могли бы стать макулатурой, превращаются в никуда не годную гнилую массу. Также промокает и сгнивает тряпье. Въедается грязь в полиэтилен. Стеклобой загрязняется так, что отмыть его становится проблемой. И так далее. И чем больше времени проходит от момента выбрасывания мусора населением до его сортировки, чем длиннее концы его перевозки, чем больше его трясут на ухабах - тем меньше полезного можно из него извлечь. Да еще на этом длинном пути отдельные предприимчивые граждане интенсивно растаскивают из отходов все то, что можно продать, сдать, обменять. Короче говоря, при таком решении вопроса эффективность мусоросортировки приближается к нулю. А если учесть те огромные деньги, которые стоит сам мусоросортировочный завод, то вообще приходим к огромным убыткам. Так что выгоднее, оказывается, просто возить мусор на свалку. А самоокупаемостью процесса тут, оказывается, и не пахнет, и без огромных бюджетных дотаций просто не обойтись. Зато "хорошо пахнет" вокруг самой мусоросортировки. А это заставляет выносить мусоросортировочный завод за пределы города, что тянет за собой увеличение затрат на перевозку мусора, а это тянет за собой... В общем, опять тупик Но выход из тупика вроде бы найден.