Экология. Часть II

розы здоровью населения, исходившей от свалок (отравление грунтовых вод, размножение переносчиков заболеваний, неприятный запах, дым от частых самовозгораний), во многих странах стали принимать более строгие правила их размещения, конструкции и эксплуатации. Отрицательное отношение населения и новые стандарты делали открытие новых свалок (или žполигонов по захоронению ТБО¤) все более сложным делом.

Ситуацию не изменило появление в начале 80-х годов мусоросжигательных заводов (МСЗ) žнового поколения¤ (снабженных высокотехнологичными устройствами очистки выбросов). МСЗ, подобно свалкам, были встречены населением в штыки изза боязни диоксинов и других загрязнителей воздуха, а также изза нерешенности проблем с захоронением токсичной золы, образующейся при сжигании ТБО.

В странах с развитым экологическим законодательством до половины капитальных расходов при строительстве МСЗ уходит на установку воздухоочистительных систем. До 1/3 эксплуатационных расходов МСЗ уходит на плату за захоронение золы, образующейся при сжигании мусора, которая представляет собой гораздо более экологически опасное вещество, чем ТБО сами по себе. Когда стоимость (а значит, и цена) утилизации отходов значительно возрастает, рынок утилизации начинает привлекать крупные частные компании. Такие компании в основном строят и эксплуатируют гигантские žмусороуничтожающие¤ предприятия, размещенные на дешевой земле вдалеке от городов, где производится наибольшее количество ТБО. Строительство таких предприятий обычно встречает гораздо большую враждебность местного населения, чем строительство муниципальных свалок, поскольку никто не хочет иметь под боком свалку žчужого мусора¤ из метрополии. Кроме того, свалка, принадлежащая частной компании, воспринимается населением, как правило, более враждебно, чем муниципальная свалка тех же размеров, расположенная в том же месте. Под давлением общественности политики настаивают на принятии более жестких стандартов, что в свою очередь увеличивает стоимость утилизации отходов. Это приводит к тому, что все большее количество отходов попадает в руки крупных корпораций, имеющих не только финансовые средства выполнить жесткие экологические стандарты, но и возможность

111

преодолеть (не всегда законными средствами) сопротивление местных политиков при решении вопроса о размещении свалки (рис. 13).

Рис. 13. Проблемы, связанные с ростом количества отходов

В табл. 5, 6, 7 приводится оценка способов утилизации

ТБО.

Наиболее эффективный способ утилизации – это вторичная переработка. Этот способ является не только экологически чистым, но и ресурсосберегающим.

В настоящее время в г. Кемерово работают два мусорных отвала: в Заводском и Кировском районах. Самый крупный из них находится в Заводском районе. Сюда привозят примерно 2300-2400 м3 мусора в день. Местность свалочного полигона не ровная. Рядом со свалкой протекает речушка. Свалочный полигон расположен близко к жилому массиву и не огражден забором. Мусор на свалке частично закапывается, частично сжигается. Постоянно происходит возгорание мусора. Содержание объекта исследований, его месторасположение частично не соответствуют общим критериям для полигонов ТБО, что приводит к загрязнению окружающей местности и атмосферы, несёт угрозу прилегающей флоре и фауне. Опасность представляет ещё и фильтрат, результат просачивания дождевой и талой воды, который попадает в грунтовые и поверхностные воды и в ближайшую речку. Обнаружено, что в снегу со свалки обнаружены ионы железа, ионы меди. Продукты сжигания мусора в виде сажи распространяются на огромные расстояния от свалки. Вещества, находящиеся в сне-

112

гу, влияют на здоровье людей, проживающих вблизи со свалочным полигоном.

113

114

ях, так как позволяет изприятиями образуются плотные бавляться от отходов по дымовые завесы.

мере их поступления.

После сжигания отходов остаётся ядовитый пепел, который, впоследствии, тоже приходиться утилизировать одним из выше перечисленных способов.

Вг. Кемерово действует планово-регулярная система удаления бытовых отходов. Твердые бытовые отходы собираются без предварительной сортировки, временное хранение отходов, перед их вывозом, осуществляется в контейнерах, вывоз отходов производится мусоровозами МП žСпецавтохозяйство¤.

В2005 г. начат эксперимент по раздельному сбору ТБО, в ряде дворов установлены контейнеры для пластиковых бутылок, ветоши и макулатуры. Непосредственно на полигоне осуществляется отбор макулатуры, полиэтилена, ПЭТ-бутылок, металлолома. В 2006 г. отобрано и реализовано 103,6 т макулатуры, 79,1

тметаллолома, 36,6 т полиэтилена.

Деятельность по обращению с бытовыми отходами регламентируется Правилами утилизации и переработки бытовых отходов в г. Кемерово, утвержденными Кемеровским городским Советом народных депутатов в декабре 2002 г.

В настоящее время появилось новое направление хозяйственной деятельности – управление отходами. Термин ¼управление отходами¤ включает в себя организацию сбора отходов, их утилизацию (включая переработку, сжигание, захоронение и т. д.), а также мероприятия по уменьшению количества отходов. Реализация системы управления отходами обеспечит постепенное приближение техноэкосистем к природным экосистемам, что будет способствовать переходу к устойчивому развитию общества.

115

3.3.3. Утилизация отходов полимеров

Утилизация отходов пластмасс ввиду быстрого роста объемов их применения приобрела важное экономическое и экологическое значение.

Впромышленности применяются следующие основные направления утилизации и ликвидации отходов полимеров.

1. Переработка отходов в полимерное сырье и повторное его использование для получения изделий.

При регенерации термопластичных смол отходы в виде бракованных изделий собирают, дробят и добавляют в количестве 5- 10 % к первичному сырью. При регенерации термореактивных пластмасс отходы измельчают до порошкообразного состояния и применяют в качестве инертных наполнителей, стоимость которых в 2 раза ниже стоимости исходных смол. Основной проблемой переработки отходов потребления является сбор и сортировка отходов. Это требует больших затрат, что делает утилизацию отходов неэффективной.

2. Сжигание вместе с бытовыми отходами.

Внастоящее время сжигание пластмассовых отходов является основным методом уничтожения. Сопровождается оно рядом трудностей. Большинство пластмасс имеет более высокую скорость горения, чем другие твердые отходы, и требует в 4-5 раз больше воздуха. Из-за большой теплотворной способности полимеров развивается высокая температура, которая затрудняет работу печей. Забивание их продуктами сгорания вызывает трудоемкий ремонт печей. Кроме того, процесс сжигания нередко сопровождается образованием токсичных веществ, что ведет к вторичному загрязнению окружающей среды и требует дополнительных устройств для очистки и обработки отходящих газов. Особенно это относится к поливинилхлориду и огнестойким типам пластмасс, содержащим галогенидные соединения. Сжигание является неэкономичным и малоэффективным способом утилизации полимерных отходов.

3. Пиролиз и получение жидкого и газообразного топлива. Пиролиз – термическое разложение пластмассовых отходов.

Пиролиз осуществляется при температуре 973-1273 К в бескислородной атмосфере или при недостатке кислорода, что препят-

116

ствует возгоранию полимеров. Количество и состав продуктов пиролиза зависят от исходных полимеров и технологического режима. Так, из полиэтилена при пиролизе в псевдоожиженном слое при 1013 К получают до 25 % этилена, 16 % метилена, 12 % бензола и 10 % пропилена.

4. Захоронение на полигонах и свалках.

Захоронение полимерных отходов не является перспективным методом, так как оно связано со значительным загрязнением окружающей среды, с отведением под отходы больших площадей земли, которые длительное время не могут быть использованы для хозяйственных нужд.

Впоследние годы исследованы и нашли практическое применение методы фото- и биодеструкции (саморазложения) полимерных отходов.

Проведены исследования с целью возможного использования отходов производства пластмасс в строительстве. Наилучшие результаты получены при использовании отходов вспененного полистирола в качестве среднего слоя слоистых ограждающих конструкций, выполняющего теплоизоляционные и конструкционные функции. Положительные результаты получены по применению отходов полистирола в качестве наполнителя в производстве легковесных полимербетонов, при этом полимербетон приобретает повышенную огнеупорную стойкость, устойчивость к агрессивным средам, хорошие теплоизоляционные свойства. Внедрен процесс получения асфальтобитумных дорожных покрытий с включением отходов полистирольных пластиков, что дает возможность повысить срок службы дорожных покрытий.

ВКузбассе разработана технология получения из ПЭТФ (полиэтилентерфталат) – материала, из которого изготавливается упаковочная тара для пищевых продуктов, эпоксиднополиэфирной порошковой краски.

3.3.4. Утилизация резиновых отходов

Отходы резины образуются как в сфере производства резиновых изделий, так и в сфере их потребления, т. е. при эксплуатации. Резиновые отходы, образовавшиеся до стадии вулканизации, по свойствам мало отличаются от исходных резиновых сме-

117

сей и могут возвращаться в производство без значительной обработки. Эти отходы являются ценным сырьем и перерабатываются на тех предприятиях, где образуются. Они могут быть использованы в производстве шлангов для полива, резиновых ковриков, кровельных материалов, рукавиц, поддонов для пола салонов легковых автомобилей и других неответственных изделий технического назначения. Невулканизированные и частично вулканизированные резиновые отходы используют для изготовления шифера и кровли.

Вулканизированные резиновые отходы требуют перед утилизацией тщательной обработки и подготовки.

В результате пиролиза резиновых отходов получаются вещества, напоминающие продукты крекинга нефти и, следовательно, являющиеся ценным исходным сырьем нефтехимических производств. Пиролизу могут подвергаться как измельченные резиновые отходы, так и целые автопокрышки. Пиролиз происходит в отсутствие кислорода при температуре 500-1000 ÉС. Измельчение отходов с целью получения резиновой крошки наиболее полно сохраняет свойства резины. Резиновую крошку используют в составе асфальтобетонных дорожных покрытий. Благодаря лучшему сопротивлению износу такие покрытия могут быть эффективными на горных дорогах, на площадях и улицах с интенсивными транспортными потоками, на мостах, на взлетнопосадочных полосах аэродромов. Резиновую крошку используют для производства гидроизоляционных материалов, антикоррозийных мастик, массивных плит для настилов. Эффективна утилизация резиновых отходов путем сжигания для получения энергии. В Японии с целью получения тепловой энергии сжигают 200 тыс. т шин ежегодно. Использование автопокрышек в количестве до 25 % от массы основного топлива позволяет организовать процесс горения практически без выделения угарного газа и обеспечить полное сгорание шин.

Изношенные покрышки в неизменном виде применяются для защиты побережья водных бассейнов от эрозии, создания искусственных рифов, волнорезов, противоударных барьеров на дорогах.

118

3.3.5. Утилизация отходов горнодобывающих производств

Из огромных объемов добываемого в мире минерального сырья, исчисляемого десятками миллиардов тонн, используется лишь 5-10 %. Остальное количество представляет собой отходы горнодобывающего и горноперерабатывающего производств. Они представлены отвалами некондиционных полезных ископаемых, вскрышных и вмещающих пород, отходами обогатительного производства (хвосты, шламы), металлургического (шлаки, золы), энергетического (золы, пыли) и др. производств. Накопление в отвалах, хвостохранилищах и других складированных отходах горных производств огромных объемов полиминеральных образований вызывает нарушения природных ландшафтов, загрязнение воздушного и водного бассейнов, приводит к изъятию из хозяйственного оборота земельных площадей.

Вместе с тем многие отходы горнодобывающих и перерабатывающих минеральное сырье предприятий могут служить дополнительным источником получения полезных компонентов, т. е. использоваться как минеральное сырье. Безрудные отходы могут использоваться для производства строительных материалов, закладки выработанного пространства, рекультивации земель. Утилизация отходов позволила бы на 15-20 % расширить сырьевую базу горно-металлургической, угольной, горнохимической промышленности. Во многих видах техногенного минерального сырья содержание ценных компонентов в ряде случаев находится на том же уровне или даже превышает их концентрацию в рудах природных разрабатываемых месторождений. Для производства различных строительных материалов возможна утилизация до 30 % извлекаемых из недр вскрышных и вмещающих пород, а также отходов обогащения. Скальные породы вскрыши после дробления применяются в качестве балласта при сооружении автомобильных и железных дорог, а также для производства строительного щебня и песка. Рыхлые вскрышные породы (глины, суглинки, песок) находят применение в производстве цемента, керамических изделий, керамзита, известковой муки и других материалов. Отходы добычи и обогащения угля, золы и шлаки, образующиеся при его сжигании используются при

119

производстве керамики, огнеупоров, тепло- и звукоизляционных материалов (стекловаты, керамзита, пенопласта), применяются при балластировке дорожных покрытий, сооружении плотин, дамб. Углесодержащие отходы, богатые органическими соединениями, используются в качестве минеральных удобрений и для улучшения структуры почвы.

Врезультате переработки шлаков металлургического производства получают цемент, пемзу, минеральную вату, щебень.

ВКузбассе из доменного шлака (отход металлургического производства) получают цементно-шлаковую черепицу, не уступающую по своим свойствам цементно-песчаной черепице, которая широко используется в Европе.

Шлак – ценное сырье для строительной и дорожностроительной отраслей. Шлаковый щебень в 1,5-2 раза дешевле природного, шлаковая пемза – втрое дешевле керамзита и требует меньше удельных затрат. Использование гранулированного шлака в цементной промышленности увеличивает выход цемента, снижает себестоимость и удельные затраты на его производство по сравнению с естественным сырьем – цементным клинкером. Применение шлаков при вторичной переработке металлов для раскисления стали сокращает расход дефицитного ферросилиция. Допустимо даже применение металлургических шлаков в качестве абразивного материала для очистки днищ судов. Шлаки могут использоваться в гидротехническом строительстве для обсыпки дамб вместо грунта.

3.3.6. Переработка отходов химической промышленности

Для производства цемента и других строительных материалов используют многие отходы химической промышленности – колчеданные огарки, фосфогипс и др.

Фосфогипс, т. е. гипс, содержащий некоторое количество фосфорной кислоты, является отходом предприятий, производящих фосфорную кислоту и фосфорные удобрения. Фосфогипс образуется в больших количествах (4,5-8,4 т на 1 т фосфорной кислоты), занимает огромные поверхности земли. Фосфогипс чатично используют для химической мелиорации солонцовых почв

120