Анализ современной ситуации в области обращения с отходами - Разработка проекта нормативов образования и лимитов размещения отходов

Большая часть отходов в современной России не перерабатывается а захараневаится на полигонах, что влечет увеличение площади земель не пригодных для кого-либо использования. Сложившаяся на сегодняшний день ситуация в области обращения с отходами может привести к опасному загрязнению окружающей среды и создать реальную угрозу здоровью населения.

В 2013 году было образовано 5 млрд. тонн отходов, что на 14% выше показателя предыдущего года. Из общего объема образуемых отходов, ежегодно в России образуется порядка 60 млн. тонн ТБО, из них от жизнедеятельности населения - порядка 50 млн. тонн, и 10 млн. тонн от предприятий. При этом ежегодно их количество увеличивается на 3-4%

Практически весь указанный объем ТБО в дальнейшем размещается на полигонах и свалках, и только 4-5% указанного объема вовлекаются в переработку [2].

Столь низкий процент вовлечения ТБО в переработку связан с отсутствием достаточного количества предприятий по утилизации (переработке) отходов и объектов размещения отходов. Причиной этому также может служить и низкий уровень экологического образования населения в стране.

Следует обратить внимание на то, что количество специально обустроенных мест под размещение отходов - 1092 полигона ТБО в целом по стране, что в разы меньше, чем даже санкционированных свалок, которых насчитывается около 10 тыс. Причем, большинство таких санкционированных муниципальных свалок были созданы в период 60-80-х годов прошлого столетия в местах отработанных карьеров и в границах населенных пунктов [2]. Если не предпринимать действенных мер по борьбе с образованием стихийных свалок - а именно: мер по совершенствованию законодательства, мер прокурорского реагирования на бездействие муниципальных органов, всестороннего рассмотрения судами исков о прекращении деятельности таких свалок, то размер экологического ущерба в количественном отношении в ближайшее время может увеличиться в разы!

Крайне негативная ситуация в вопросе несанкционированного размещения отходов сложилась на землях населенных пунктов. К первопричинам сосредоточения свалок на этих землях можно отнести низкие нормы накопления ТБО на душу населения. Во многих регионах нормы не пересматривались с советского периода. В настоящее время в среднем норма накопления отходов на человека составляет порядка 300-350 кг в год, хотя данный норматив в мире порядка 500 кг.

Следует отметить, что согласно имеющимся у Росприроднадзора данным в 45% субъектов Российской Федерации проектная мощность полигонов ниже установленных ежегодных норм накопления отходов. Однако по факту ситуация гораздо критичнее, поскольку в представленных данных учтены только отходы только от населения, а установленные нормы накопления часто занижены.

Такие низкие нормы приводят к необеспеченности территорий достаточным для экологически безопасной системы как сбора и вывоза отходов, сопряженной с необеспеченностью реальной потребности в контейнерах, площадках временного размещения ТБО, спецавтотранспорта - мусоровозов и т. д., так и к необеспеченности той или иной территории объектами утилизации и захоронения отходов.

Во-вторых, затраты на утилизацию (переработку) отходов значительно выше затрат на их захоронение. В частности, для Московского региона усредненные затраты на захоронение 1 т ТБО составляют порядка 300-400 руб., тогда как цена только одной из предоперациии перед переработкой отходов, а именно сортировки отходов - от 1300 руб., а цена сжигания того же может достигает 3,0 и более тыс. руб. Дешевле платить за захоронение, а значит отрасль переработки отходов и вовлечение их в качестве вторичных материальных и энергетических ресурсов менее привлекательна для бизнеса - нет спроса, слишком дорого.

Третьей причиной образования несанкционированных свалок, и это не требует доказательств, являются и сами граждане, что связано с отсутствием у них минимального экологического образования. Это связано с отсутствием закона о всеобщем экологическом образовании и просвещении.

Возможное решение сложившихся проблем лежит, в том числе, в плоскости совершенствования полномочий в сфере обращения с отходами.

На сегодняшний день полномочия органов местного самоуправления дифференцированы. Так, поселения осуществляют только организацию сбора и вывоза бытовых отходов и мусора. Решение более крупных задач, а именно организация утилизации и переработки отходов, возложено на муниципальные районы. Городские округа отвечают за все эти функции одновременно. При этом полномочие по организации размещения отходов не закреплено ни за муниципальными, ни за региональными органами власти.

Получается, что 95% деятельности по обращению с отходами (объем всех захораниваемых бытовых отходов) фактически находится вне регулирования. А на выполнение существующих полномочий у муниципальных органов недостаточно финансирования. Поэтому необходимо оставить у них полномочия только по организации сбора и вывоза отходов, а всеми остальными полномочиями, включая организацию размещения отходов, наделить субъекты Российской Федерации. Данное предложение учтено в законопроекте, разработанном Минприроды России и принятом в первом чтении Государственной Думой в октябре 2011 года.

До окончательного принятия данного законопроекта для решения сложившейся ситуации необходимо, в том числе, чтобы каждое муниципальное образование утвердило схемы санитарной очистки населенных мест, которые должны предусматривать рациональный сбор, быстрое удаление, надежное обезвреживание и экономически целесообразную утилизацию бытовых отходов.

Выбранные решения должны также учитываться при разработке и утверждении схем территориального планирования, как муниципальных образований, так и субъектов Российской Федерации.

Еще одним из решений сложившейся ситуации может являться расходование средств, эквивалентных поступающим в бюджет денежным средствам в виде платы за негативное воздействие на окружающую среду, на рациональную экологически и экономически целесообразную систему обращения с отходами. На сегодняшний день эти платежи составляют свыше 10 млрд. рублей в год.

Еще одной важной проблемой является отмена лицензирования деятельности по сбору, использованию, транспортированию отходов. Отходы теперь могут бесконтрольно передаваться лицам, у которых не обязательно должна быть соответствующая лицензия. А те, в свою очередь, могут передавать другим лицам, даже обычным гражданам.

Данные условия приводят к тому, что это порождает бесконтрольность движения отходов в связи с утратой механизма лицензионного контроля. В результате спровоцирован резкий рост случаев незаконного размещения отходов, оставления отходов в лесах, парках, слива отходов в водные объекты.

Анализ основных методов обращения с отходами

Основными на настоящий момент методами обращения с отходами являются: обезвреживание, захоронение, переработка [1]. Описание основных методов приведено ниже.

Захоронение отходов

Захоронение отходов - изоляция отходов, не подлежащих дальнейшему использованию, в специальных хранилищах в целях предотвращения попадания вредных веществ в окружающую среду [1];

Рисунок 1. Полигон хранения отходов

Полигоны для захоронения отходов являются природоохранными сооружениями, предназначенными для регулярного централизованного сбора, удаления, обезвреживания и хранения неутилизируемых отходов.

Полигоны должны иметь санитарно-защитные зоны[3]:

Завод по обезвреживанию токсичных отходов мощностью 100 тыс. т и более отходов в год -1000 м, менее 100 тыс. т. - 500 м, участок захоронения токсичных отходов - не менее 300 м.

Участок захоронения токсичных промышленных отходов представляет собой территорию, предназначенную для размещения специально оборудованных (котлованов), в которые складируются токсичные твердые отходы различных классов опасности, а также вспомогательных зданий и сооружений.

Полигоны размещают в свободных от застройки, открытых, хорошо проветриваемых незатопляемых местах, на которых возможно выполнение необходимых инженерных работ. Вокруг полигона на расстоянии не менее 3000 м должна быть создана санитарно-защитная зона.

Полигон может располагаться на расстоянии не менее 200 м от сельскохозяйственных угодий и транзитных магистральных дорог и не менее 50 м от лесных массивов.

Место захоронения должно располагаться на незначительном удалении от главных транспортных магистралей и быть связано с ними дорогой хорошего качества [4].

Дефицит площади для захоронения отходов вблизи крупных городов можно уменьшить путем организации сети перегрузочных станций, где отходы должны сортироваться, измельчаться и накапливаться по видам. Это позволяет сократить их объем и использовать для захоронения более удаленные полигоны.

Главными конструктивными элементами участка захоронения отходов являются герметизирующая облицовка, защитный облицовочный слой, дренажный слой для фильтрата и верхнее покрытие. Для обеспечения герметичности применяют минеральные (глиняные) покрытия, полимерные пленочные материалы (например, полиэтилен высокого давления), покрытия из асфальтобетона, а также усиление почвы бентонитом.

Захоронение должно быть оборудовано надежной системой сбора и удаления фильтрата. Для обеспечения хорошего дренажа на все основание хранилища поверх герметизирующего покрытия укладывают высокопористый слой какого-либо материала, например щебня.

Приему на полигон не подлежат следующие виды отходов:

1. отходы, для которых разработаны эффективные методы извлечения металлов или других веществ (отсутствие методов утилизации и переработки отходов в каждом конкретном случае должно быть подтверждено соответствующими министерствами). 2. радиоактивные отходы; 3. нефтепродукты, подлежащие регенерации [4]

Изоляторы, подземные хранилища

Рисунок 2. Подземное хранилище

Геологическими формациями-изоляторами, потенциально пригодными для гарантированного вывода из биосферы любых токсичных отходов, являются: соленосные толщи, толщи глин, вулканические породы, туфы, гнейсы, граниты, эффузивы и другие геологические формации. Естественно, что наиболее привлекательными для захоронения и складирования токсичных отходов являются те из названных толщ, в пределах которых уже существуют горные выработки, образованные при добыче соответствующих полезных ископаемых (каменной и калийной солей, строительных материалов и т. п.). Ибо при этом в распоряжение организаций, которые будут выводить отходы из окружающей среды таким способом, попадет в готовом виде вся инфраструктура горнодобывающего предприятия, необходимая для его функционирования (шахтные стволы, шахтный подъем, вентиляция, надшахтные здания, околоствольные дворы, электроподстанции, все коммуникации и т. д. и т. п.). Это существенно удешевляет и упрощает все работы, связанные с захоронением и складированием токсичных отходов в природных изоляторах. И в особенности в тех случаях, когда для этой цели оказываются пригодными уже существующие горные выработки, если их образование не вызывает опасности возникновения в окружающем массиве воздухе и водопроводящих нарушений.

Размеры и срок службы подземного хранилища промышленных отходов определяются технико-экономическим обоснованием. При размещении в хранилище отходов, требующих постоянного наблюдения за их состоянием, или отходов, переработка которых возможна в обозримом будущем, срок устойчивости выработок хранилища, а соответственно и самого хранилища, должен быть рассчитан на этот период.

В последние годы реализация концепции надежного избавления окружающей среды от нереализованных, не уничтоженных и не нейтрализованных токсичных отходов путем их захоронения и складирования в геологических формациях, являющихся природными изоляторами, стала набирать темп.

Материалы по проектированию технологических схем, выбору методов и организации производства процессов утилизации, обезвоживания и захоронения по типам промышленных отходов представляются проектной организации заказчиком проекта, который, в свою очередь, получает их от соответствующих министерств, ведомств, акционерных обществ.

Согласно современным требованиям размещение неутилизируемых промышленных отходов должно осуществляться в пределах специальных полигонов, обеспечивавших их изоляцию и экологическую безопасность на такой срок, пока они не станут безвредными для человека или не будут разработаны экономически приемлемые технологии их переработки и последующего использования.

К подземным хранилищам промышленных отходов относятся такие, которые располагаются в удаленных от земной поверхности геологических формациях, обеспечивая долговременную изоляцию отходов от биосферы [4].

Подземные хранилища являются природоохранными сооружениями и предназначены для централизованного сбора и размещения отходов (в том числе и токсичных) промышленных предприятий, научно-исследовательских организаций и учреждений. Размещение промышленных отходов в хранилищах может преследовать две цели - их последующее использование (хранение) и навечное захоронение.

Количество и мощность хранилищ определяются технико-экономическим обоснованием их строительства.

Подземные хранилища могут создаваться как самостоятельные предприятия или существовать совместно с горнодобывающими предприятиями на его шахтном поле.

В соответствии с классификацией отходов представляется целесообразным рассмотреть необходимые требования к выбору места расположения хранилища, его проектированию, строительству и эксплуатации. При складировании нескольких типов отходов может возникнуть необходимость в размещении каждого из них в отдельной камере (выработке), если они не совместимы друг с другом. Кроме того, следует предусмотреть пути и механизмы доставки отходов, определить последовательность доставки в хранилище, разработать способы нейтрализации, если отходы токсичные, и мероприятия по уборке незапланированного просыпа и пролива отходов.

В общем виде подземное хранилище представляет собой сложное сооружение, состоящее из наземного и подземного комплексов и соединяющих их выработок, предназначенных для доставки отходов в хранилище, проветривания и проведения необходимых наблюдений за состоянием выработок и самих отходов.

Подземное хранилище является дорогостоящим сооружением, поэтому оно должно быть ориентировано на прием отходов I, II, III и, при необходимости,

IV классов опасности, перечень которых в каждом конкретном случае согласовывается с органами и учреждениями санитарно-эпидемиологической службы [3], заказчиком и разработчиком проекта хранилища, а при размещении хранилища на территории горнодобывающего предприятия - с этим предприятием.

Твердые промышленные отходы IV класса в основе своей являются инертным и нетоксичным материалом. По согласованию с органами санитарно - эпидемиологической службы, гортехнадзора и администрацией горнодобывающего предприятия они могут размещаться в выработанном пространстве в качестве закладки или же при согласовании с учреждениями коммунальной службы могут вывозиться на полигоны складирования городских бытовых отходов и применяться в качестве изолирующего материала.

Размещение взрывоопасных отходов может представлять опасность при транспортировке, складировании и хранении. Для уменьшения опасности (до размещения отходов в хранилище) целесообразно предусматривать возможные мероприятия по переводу их из одного класса в другой: по переводу из взрывоопасных в невзрывоопасные, из самовозгорающихся в несамовоагорающиеся, из выделяющих при разложении вредные газы в не выделяющие их, из растворимых в воде в нерастворимые.

Хранилища жидких, пастообразных или растворимых в воде промышленных отходов следует размещать на участках со слабофильтрующими породами, характеризующимися коэффициентом фильтрации не более 10 см/с. При необходимости размещения отходов в более проницаемых грунтах в камерах хранилища следует предусматривать технические мероприятия по исключению проникновения отходов в подземные и грунтовые воды, а также по исключению воздействия на отходы грунтовых вод. В качестве таких мероприятий можно использовать тампонаж окружающих пород, создание гидроизоляционного слоя, возведение противофильтрационных завес и т. п.

Для создания подземных хранилищ токсичных промышленных отходов не следует использовать выработанные пространства горных предприятий, расположенных в городах и рабочих поселках или непосредственно к ним примыкающих. Требования к местам спуска в подземное хранилище токсичных промышленных отходов и выхода вентиляционной струи, проходящей через такое хранилище (промплошадка), должны соответствовать "Санитарным правилам" и СНиПам для полигонов по захоронению токсичных промышленных отходов. Подземное захоронение ПО может быть организовано на различных глубинах и в различных гидродинамических зонах литосферы. Согласно этому хранилища подразделяются:

- не неглубокие (близповерхностные) - в зоне аэрации и активного водообмена; - среднеглубокие (промежуточной глубины) - ниже зоны активного водообмена, но не глубже 2000 м, в пределах пластовых температур до 50 - 70 С; - глубокие - на глубинах свыше 2000 м.

Для обеспечения безопасного функционирования близповерхностных хранилищ из-за опасности загрязнения подземных вод они должны размещаться в объеме геологических тел с низкой гидравлической и диффузионной проницаемостью (в глинах, туфах и т. п.) и создаваться защитные сооружения (системы дренажа, гидрозавес и т. п.).

Среднеглубокое захоронение целесообразно и эффективно в объеме мегаблоков кристаллического фундамента платформ. Наиболее оптимально создание такого рода хранилищ в пределах неглубоко залегающих (500-2000 м) депрессий с незначительной динамикой подземных вод.

Глубокое захоронение промышленных отходов может быть реализовано в разрезе кристаллических образований фундамента и в осадочных породах, перекрытых выдержанными толщами (глинами мощностью от 50 до 100 м и более, стратифицированными соляными толщами).

Обезвреживание

Обезвреживание отходов - обработка отходов, в том числе сжигание и обеззараживание отходов на специализированных установках, в целях предотвращения вредного воздействия отходов на здоровье человека и окружающую среду; [5]

Сжигание

Рисунок 3. Установка для обезвреживания и переработки отходов

Огневой способ обезвреживания и переработки отходов является наиболее универсальным, надежным и эффективным по сравнению с другими [6]. Во многих случаях он является единственно возможным способом обезвреживания промышленных и бытовых отходов. Способ применяется для утилизации отходов в любом физическом состоянии: жидких, твердых, газообразных и пастообразных. Наряду с сжиганием горючих отходов огневую обработку используют и для утилизации негорючих отходов. В этом случае отходы подвергают воздействию высокотемпературных (более 1000°С) продуктов сгорания топлива.

Сжиганием называется контролируемый процесс окисления твердых, жидких или газообразных горючих отходов [6]. При горении образуются диоксид углерода, вода и зола. Сера и азот, содержащиеся в отходах, образуют при сжигании различные оксиды, а хлор восстанавливается до HCl. Помимо упомянутых газообразных продуктов при сжигании отходов образуются и твердые частицы - металлы, стекло, шлаки и др., которые требуют дальнейшей утилизации или захоронения.

Этот способ характеризуется высокой санитарно-гигиенической эффективностью. Область применения огневого способа и номенклатура отходов, подлежащих огневому обезвреживанию, постоянно расширяются. К ним относятся отходы хлорорганических производств, основного органического синтеза, производства пластических масс, резины и синтетических волокон, нефтеперерабатывающей промышленности, лесохимии, химико-фармацевтической и микробиологической промышленности, машиностроения, радиотехнической и приборостроительной промышленности, целлюлозно-бумажного производства и многих других отраслей промышленности.

Способом сжигания можно обезвреживать и такие сложные с точки зрения утилизации отходы, как смесь органических и неорганических продуктов, а также галогенорганические отходы.

Технологии высокотемпературного пиролиза.

Превосходные экологические показатели достигаются посредством технологии высокотемпературного пиролиза, т. е. предварительного разложения органической составляющей отходов в бескислородной атмосфере (пиролиз), после чего образовавшаяся концентрированная парогазовая смесь (ПГС) направляется в камеру дожигания, где в режиме управляемого дожига газообразных продуктов происходит перевод токсичных веществ в менее или полностью безопасные.

Тем самым предотвращается образование диоксидов и фуранов. Как следствие процесс высокотемпературного пиролиза обеспечивает экологическую безопасность выбросов.

Плазмохимическая технология.

Плазмохимическую технологию используют для переработки высокотоксичных жидких и газообразных отходов. При этом происходит не только обезвреживание опасных отходов, но и производство ценных товарных продуктов. Процесс осуществляется в плазмотроне за счет энергии электрической дуги при температуре выше 4000°С. При такой температуре кислород и любые отходы расщепляются до электронов, ионов и радикалов. Степень разложения токсичных отходов достигает 99,9998%, а в отдельных случаях 99,99995% [6].

Высокие затраты энергии и сложность проблем, связанных с плазмохимической технологией, предопределяют ее применение для ликвидации только тех отходов, огневое обезвреживание которых не удовлетворяет экологическим требованиям.

Перспективно применение плазменного метода для переработки отходов в восстановительной среде с целью получения ценных товарных продуктов. В нашей стране, например, разработана технология пиролиза жидких хлорорганических отходов в низкотемпературной восстановительной плазме, позволяющая получать ацетилен, этилен, хлористый водород и продукты на их основе.

Переработка

Рисунок 4. Пресс

Использование отходов - применение отходов для производства товаров (продукции), выполнения работ, оказания услуг или для получения энергии;

Использование вторичных ресурсов вместе с положительными имеет и отрицательные стороны. Негативные последствия увеличения доли вторичного сырья и замены первичного сырья отходами, проявившиеся в ряде отраслей, свидетельствуют о том, что их применение должно быть оптимальным. С этим столкнулись при переходе на замкнутый пароводяной цикл в теплоэнергетике, в системах оборотного водоснабжения, в производстве картона и других.

В производстве картона замыкание цикла водоснабжения ухудшило качество продукции на картоне стали появляться "высолы" пятна от накопления в бумажной массе солей, что исключило его применение в таре для пищевых продуктов, уменьшило прочность коробок и т. д.

Использование отходов в пищевой промышленности привело к резкому снижению вкусовых качеств продукции.

Применение осадков сточных вод в качестве удобрений вызвало накопление фито токсичных тяжелых металлов в почве, усилило накопление кадмия в растениях. Вследствие этого внесение таких осадков в почву рекомендовано делать не чаще одного раза в 5 лет и применять их лишь для удобрения лугов.

Некоторые виды отходов, содержащих ртуть, мышьяк и другие токсичные компоненты, не подлежат использованию без предварительного обезвреживания.

He рекомендовано использование кислых гудронов в асфальтовых покрытиях в черте населенных пунктов вследствие загрязнения воздуха ароматическими углеводородами. Использованию отхода флотации угля для мелиорации почв должна предшествовать проверка его канцерогенных свойств.

По мере увеличения доли вторичного сырья в материальных циклах идет накопление примесного вещества, например, в стали, выплавленной из металлолома, накапливаются медь, цинк, кобальт-60. В целлюлозной массе за счет макулатуры уменьшается доля длинного волокна, что постепенно приводит к снижению прочностных свойств бумаги. Поэтому становятся необходимыми, как и в системе оборотного использования воды, "продувка" и "подпитка" цикла. Поступление примесных веществ в цикл может быть ограничено путем рафинирования вторичного сырья.

Кроме того, необходимо учитывать расходы энергии на утилизацию материалов. Если увеличение степени утилизации отходов в 2 раза (с 25 до 50%) требует роста затрат энергии в 2,5 раза, то для такого же увеличения степени утилизации, но с 50 до 75% необходимо уже затратить энергии в 5 раз больше [6].

Будем надеться, что в ближайшем будущем утилизация отходов станет обязательным условием поддержки экологического состояния окружающей среды

Лишь незначительная часть твердых бытовых отходов (ТБО) большинства крупных городов перерабатывается на мусоросжигательных заводах, остальное вывозится на полигоны, расположенные за десятки километров от городов, причем площади для этих целей практически исчерпаны. Известно также, что свалки являются источником загрязнения окружающей среды (ПДК превышаются в 1000 и более раз). Захоронение отходов на свалках требует отчуждения больших территорий и их дорогостоящего обустройства. В США на свалки вывозят 73% отходов, в Великобритании 90%, в ФРГ 70%, в Японии - 30%, в Швейцарии 25% [6].

Количество и разнообразие токсичных промышленных отходов в настоящее время так велико, что обезвреживание этих отходов на самих предприятиях экономически нецелесообразно.

Все эти отходы из-за химических и физических свойств не могут быть обезврежены и уничтожены с соблюдением мер безопасности и охраны окружающей среды совместно с бытовыми отходами методом сжигания или складирования на полигонах, поэтому появилась необходимость создания региональных полигонов по обезвреживанию и захоронению не утилизируемых токсичных промышленных отходов.

Анализ современной ситуации в области обращения с отходами - Разработка проекта нормативов образования и лимитов размещения отходов

Похожие статьи