Глава 16 управление экологическим риском при размещении отходов

Термин «отходы» не имеет однозначного определения в совре­менном индустриальном обществе, которое в целом ориентировано на выбрасывание ненужных предметов (от англ. — throw-away society — выбрасывающее общество). Если первоначально пробле­ма отходов была связана лишь с удалением потенциально и акту­ально опасных веществ, отслуживших свой срок, или просто пище­вых отходов из густонаселенных мест обитания человека, то в на­стоящее время — это прежде всего проблема размещения и перера­ботки таких веществ. Термин «отходы» очень индивидуален: отхо­ды одного производства могут быть ценным сырьем для другого, а пищевые отбросы при незначительной обработке могут использо­ваться для кормления животных. Интересно, что один и тот же предмет, например книги, может быть бесценным творением, под­лежащим бесконечно долгому общественному хранению, семейной реликвией или просто мусором, сжигаемым на свалке. Во многих случаях термин «отходы» объясняется с технико-экономической точки зрения, когда понятие «отходы» в промышленности связано лишь с отсутствием подходящей и экономически выгодной техно­логии их переработки и, в идеале, любая отрасль промышленности и сельского хозяйства может работать в замкнутом цикле.

В настоящее время даже в индустриально развитых странах проблема отходов и связанная с ней проблема экологического рис­ка стоит очень остро. Особую тревогу вызывают синтетические ма­териалы, для которых не существует природных биогеохимических циклов и которые крайне медленно разлагаются под воздействием физико-химических процессов до простых соединений типа Н₂0 и С0₂. Характерным примером таких соединений является поли­этилен, из которого изготавливают различные упаковочные мате­риалы и огромное количество которых скапливается на всех свал­ках мира.

16.1. Фундаментальные принципы управления отходами

Основная цель «устойчивого управления» ресурсами сводится к тому, что скорость эмиссии поллютанта не должна превышать ско­рость его поглощения. Эта цель приемлема как в глобальном, так и в региональном масштабах. В наибольшей степени она актуальна в региональном масштабе, где наблюдается основное противоречие между стремлением к чистой окружающей среде и ее загрязнением из всевозможных источников. В последние годы, однако, именно глобальный аспект данной проблемы привлекает всеобщее внима­ние в связи с огромным количеством отходов и возрастающим по­ниманием ограниченной способности глобальной биосферы пере­рабатывать эти отходы. Ниже представлены сравнительные данные об антропогенных и так называемых природных отходах (добыча полезных ископаемых, геологическая и почвенная эрозия).

Глобальные потоки природных и антропогенных отходов, п • 10* м3/год

Отходы/процессы
Коммунальные отходы	≈1.0
Извлекаемые геологические материалы	≈1.0
Жидкие отходы	≈3.0
Отходы добывающей промышленности	≈17.8
Эрозия почв	≈1.2
Перемещение взвесей в мировой океан	≈4.5
Эрозия горных пород	≈26.7

В соответствии с современными оценками мировое количество твердых муниципальных отходов составляет около 1 млрд м³ в год и жидких отходов (с содержанием воды около 95 %), составляющих 3 млрд м³ в год. Генерируемое количество отходов при добыче по­лезных ископаемых составляет около 20 млрд м³, что выражается тем же порядком величин, что и современная скорость эрозии почв и горных пород. Разница между транспортом взвешенных частиц в воде и эрозией почв и горных пород в доисторическое и современ­ное время доходит по разным оценкам до 6 раз, что подчеркивает немалую роль человека в ускорении этих природных по сути про­цессов.

Следует отметить, что при производстве одной автомашины ве­сом в 1 т образуется более 25 т отходов. Со временем этот показа­тель увеличивается, поскольку истощение богатых руд заставляет перерабатывать руды с низким содержанием необходимых для про­изводства автомобилей металлов. Так, количество рудных отвалов удваивается каждые 20—25 лет.

Состав отходов. Отходы подразделяют на твердые и жидкие, на относительно безопасные (муниципальные) и опасные (промыш­ленные).

К твердым отходам относят:

• бытовые отходы;

• отходы различных предприятий и учреждений; S объемные отходы; S уличный мусор.

Твердые отходы представляют собой муниципальные отходы, собираемые городскими службами. Часть муниципальных отходов, в свою очередь, также может иметь вредные составляющие:

• автомобильные масла;

• использованные шины;

• старые автомашины в целом;

• сельскохозяйственные отходы;

• отходы больниц;

• другие специфические непромышленные отходы — осадки сточных муниципальных вод.

Жидкие отходы, представленные коммунальными и промыш­ленными сточными водами, также могут включать в себя катего­рию опасных отходов.

К числу вредных отходов относят все отходы различных произ­водств:

• металлоплавильные, металлопрокатные и формовочные;

• золу, шлак и сажу от процессов сгорания;

• отходы металлов;

• растворители, лаки, краски, клеи;

• нефтеотходы, фенолы;

• пластмассы, резину и текстильные отходы;

• кислоты, щелочи, растворы, осадки, химические остатки;

• другие органические отходы.

Промышленные твердые и жидкие отходы часто требуют спе­циальной обработки и не могут просто сжигаться или быть захоро­ненными вместе с коммунальными отходами; к их числу относят, например, радиоактивные вещества.

Бытовые отходы, как правило, содержат до 30 % органических веществ, 1 % бумаги, 9 % стекла, 3 % черных и цветных металлов. В среднем в день на 1 жителя в промышленных странах приходится до 3—5 кг отходов, т.е. до 2 ООО кг в год, из которых 1,2—1,5 кг со­ставляют так называемые проблемные отходы, требующие специаль­ной переработки (батареи, лаки, краски, содержащие стойкие орга­нические соединения и тяжелые металлы).

В России количество бытового мусора резко возросло в 90-х го­дах. Это связано как с продажей большого количества расфасован­ных товаров, так и с расширением мелкого и среднего бизнеса, от­ходы которого, как правило, попадают в бытовые и муниципаль­ные мусоросборники и станции очистки сточных бытовых вод.

При раздельном сборе различных твердых бытовых отходов, как это принято во многих странах, но еще практически не развито в России, химический состав фракций существенно отличается (табл. 16.1). Из приведенных данных табл. 16.1 видно, что содержание тя­желых металлов непропорционально больше во фракциях «пласт­массы» и «металл/стекло».

Таблица 16.1. Средний состав фракций бытового мусора при раздельном сборе

Фракции бытовых отходов	Общее со­держание, %	Доля от общего содержания в отходах
		Cd	Pb	Zn	Си	Cr	Ni		F * орг
Бумага, картон	15,2	2,9	3,4	3,3	33,0	4,4	12,7	5,7	22,1
Пластмассы	5,0	71,4	2,9	6,5	12,7	1,8	7,3	57,9	1,0
Биоотходы	37	2,9	2,7	8,6	14,9	5,7	34,7	1,2	1,0
Металл/стекло	10,5	11,4	19,3	19,1	25,5	64,2	37,3	—	—

Поскольку во многих странах бытовой мусор сжигают, то инте­ресно оценить теплоемкость различных отходов в связи с исполь­зованием получаемой энергии для отопления, подогрева воды и т. д. В табл. 16.2 приведены данные по удельному количеству теплоты различных фракций бытовых отходов за вычетом энергии, необхо­димой для высушивания влажных отходов и нагревания их до тем­пературы горения.

Из данных табл. 16.2 видно, что энергетическая ценность всех фракций бытовых отходов довольно низкая, поэтому процесс сжи­гания можно рассматривать скорее с санитарно-гигиенической точки зрения как средство уничтожения мусора, а не для получе­ния сколь-либо заметного количества энергии. Следует также при­нимать во внимание и возможность формирования хлорорганиче­ских соединений типа ПХБ или дибензодиоксинов (дибензофура-нов), что резко увеличивает вероятность проявления экологическо­го риска.