Утилізація твердих відходів виробництва і споживання.
Урбанізація та її негативні наслідки.
Класифікація твердих відходів.
Методи утилізації твердих відходів.
Проблема відходів особливо гостро постала наприкінці ХХ століття. У зв’язку з різким зростанням кількості та небезпечних властивостей відходів, масштабами їх негативного впливу на довкілля і здоров’я людей виникла потреба загального, на рівні ЄЕС, регулювання питань поводження з відхо- дами. В зв’язку з цим держави-учасники ЄЕС прийняли програму зі змен- шення кількості утворення відходів – на 20 % упродовж 2000–2010 років та на
50 % – до 2050 року. Акценти ставляться саме на переробці та утилізації, на так званому принципі трьох R: Reduce (зменшення), Recycling (рециркуляція) та Recovery (утилізація).
Урбанізація та її негативні наслідки. Серед основних причин збіль- шення кількості відходів є зростання кількості населення. Забруднення навко- лишнього середовища у наш час особливо зросло у великих містах, зокрема у великих індустріальних центрах.
Урбанізовані території займають 1 % площі земної кулі, але зосере- джують понад 50 % населення Землі. При цьому їхня частка у загальному обсязі продукування відходів становить понад 80 %. Сьогодні на кожного жителя планети припадає 1 т сміття/рік.
В Україні тільки столиця Київ є багатомільйонним містом, населення якого сягнуло трьох мільйонів. Сім міст вже перевищили або сягають одноміль- йонного рубежу: Харків, Дніпропетровськ, Донецьк, Одеса, Запоріжжя, Львів,
Кривий Ріг. Переважна частина великих міст – це індустріальні комплекси, і серед основних їхніх проблем є продукування виробничих відходів та сміття. Як результат – ступінь поширення багатьох хвороб у великих містах набагато більший, ніж у малих містах чи селах. Така хвороба, як рак легенів, у великих містах нині реєструється у два – три рази частіше, ніж у сільських місцевостях.
Тут набагато більше хворіють бронхітами, астмою, алергійними хворобами.
Рівень інфекційних захворювань у містах також удвічі вищий.
Важливим є також той факт, що, за дослідженнями вчених, кількість від- ходів зростає набагато швидше, ніж кількість населення. Отже, причиною утво- рення численних відходів є й спосіб життя людей, які використовують все біль- ше пакувальних матеріалів, виготовляють і купують неякісні товари, що швидко виходять з ладу, викидають речі замість того, аби знайти їм інше застосування.
Вилучаючи з навколишнього середовища велику кількість речовин, лю- дина змінює їх і повертає у вигляді сміття, яке тривалий час не розкладається.
Наприклад, в природних умовах папір розкладається протягом 2 років,
82
консервна бляшанка – понад 90 років, поліетиленовий пакет – понад 200 років, скло – понад 1000 років.
Отже, ознакою сучасності є загострення конфлікту між природним середовищем та суспільством: природа практично неспроможна самоочи- щатися та самовідновлюватися за потужного техногенного навантаження.
Класифікація твердих відходів. Відходи – будь-які речовини, матеріали і предмети, що утворюються в процесі людської діяльності і не мають подальшого використання за місцем утворення чи виявлення та яких їх власник повинен позбутися, утилізацією чи видаляючи їх. Відходи бувають твердими, рідкими та газоподібними. Загалом відходи є неоднорідними за хімічним складом, складними багатокомпонентними сумішами речовин, які мають різні фізико-хімічні та фізико-механічні властивості.
Небезпечні відходи – відходи, що мають такі фізичні, хімічні, біологічні властивості, які створюють або можуть створити значну небезпеку (наприклад, внаслідок взаємодії речовин під час зберігання) для навколишнього природного середовища і здоров’я людини та які потребують спеціальних методів і засобів поводження з ними. Найбільшу небезпеку для людини та біоти становлять відходи, які містять хімічні речовини І і ІІ класу токсичності. Це відходи, до складу яких входять радіоактивні ізотопи, діоксини, пестициди, бенз(
α)пірен, фурани, миш'як. До особливо небезпечних відходів належать, зокрема:
•
пестициди (інсектициди, фунгіциди, гербіциди);
•
Pa-відходи, які утворюються на підприємствах ядерного паливного циклу та підприємствах, які використовують радіонукліди;
•
ртуть і її сполуки;
•
миш’як і його сполуки, які містяться у відходах металургійного виробництва і теплових електростанцій;
•
сполуки свинцю у відходах нафтопереробної та лакофарбної про- мисловості;
•
невикористані медикаменти, отрутохімікати, фарби, лаки, клеї, залиш- ки побутової хімії.
Відходи як вторинна сировина – відходи, для утилізації та переробки яких в Україні існують відповідні технології та виробничо-технологічні або економічні передумови.
Державний класифікатор відходів
– систематизований перелік кодів та назв відходів, призначений для використання в державній статистиці з метою надання різнобічної та обґрунтованої інформації про утворення, накопичення, оброблення (перероблення), знешкодження та видалення відходів.
Залежно від джерела утворення відходи поділяють на відходи вироб-
ництва, відходи споживання, сільськогосподарські та радіоактивні відходи .
83 Відходи виробництва (або промислові відходи) утворюються в результаті виробничих циклів; це залишки сировини, матеріалів, напівфабрикатів, що утворилися під час виробництва і частково або повністю втратили свої початкові споживчі якості. Основними джерелами промислових відходів в Україні є: сталеплавильне, титано-магнієве, коксохімічне, залізо- і марганцеворудне виробництва, теп- лова енергетика, виробництво мінеральних добрив. До промислових відходів належать шлами, недогарки, шлаки, відходи текстилю, відпрацьовані мастила і нафтопродукти, золу, пил, дими, аерозолі, смоли тощо. Відходи споживання– це відходи в результаті життєдіяльності людини Вони поділяються на комунальні стоки і тверді побутові відходи (харчові залишки, використана упаковка, відпрацьовані матеріали). На початку людської історії відходами були залишки рослинного та тваринного походження. Вони не вимагали спеціального поводження, оскільки легко перегнивали, будучи складовою природного середовища. Побутове сміття вже давно не складається лише з органічних речовин, які швидко нейтралізуються у природний спосіб. До складу твердих комунальних відходів належать: папір, картон (41 %); харчові відходи (21 %); скло (12 %); залізо та його сплави (10 %), штучні органічні матеріали, головним чином, поліетилен (5 %); дерево (5 %); шкіра і гума (3 %); текстиль (2 %); алюміній та інші метали (1 %). Сільськогосподарські відходи. В Україні існують понад 100 державних сховищ і майже 5000 складів, де накопичено до 22 тис. тонн пестицидів. Тривале їх зберігання викликає виникнення нових хімічних сумішей з непрогнозованими характеристиками. Підвищену небезпеку для навколишнього середовища становлять відходи великих тваринницьких комплексів. До 70 % цих відходів використовуються як органічне добриво, а інша частина надходить у поверхневі і підземні води, забруднюючи їх, роблячи непридатними для водопостачання без застосування складних енергоємних технологій очищення води. Радіоактивні відходи. Однією з найскладніших проблем у сфері захисту навколишнього середовища є проблема утилізації радіоактивних відходів. За питомою активністю радіоактивні відходи поділяють на низькоактивні (<0,1 Кі/м 3 ), середньоактивні (0,1–100 Кі/м 3 ) і високоактивні (>1000 Кі/м 3 ). Деякі з радіоактивних радіонуклідів можуть зберігати смертоносну активність протягом сотень мільйонів років. Актуальність зазначеної проблеми визначається низкою факторів, а саме: необхідністю забезпечення сталого розвитку атомної енергетики (Україна не має достатніх джерел нафти і газу); необхідністю ізоляції високоактивних 84 відходів, що виникають після переробки відпрацьованого ядерного палива; значними обсягами радіоактивних відходів, накопичених в Україні від експлуатації ядерних установок, використанні джерел іонізаційного випромі- нювання і видобуванні уранових руд; необхідністю реабілітації територій, забруднених радіонуклідами внаслідок аварії на ЧАЕС; необхідністю перетворення об'єкта «Укриття» на екологічно безпечну систему. За оцінками фахівців, до 2025 року лише на АЕС України буде нако- пичено до 3300 м 3 високоактивних радіоактивних відходів. Сьогодні на об'єкті «Укриття» зберігається щонайменше 44 000 м 3 високоактивних відходів. Близько 12 500 м 3 відходів розміщено у пунктах захоронення Чорнобильської зони відчуження. На майданчику ЧАЕС зберігається близько 2400 т відпрацьованого ядерного палива. Отже, до 2025 року в Україні буде накопичено загалом до 62 000 м 3 радіоактивних відходів, для ізоляції яких необхідно створити геологічне сховище об'ємом до 160 000 м 3 . Сьогодні ці відходи зберігаються без дотримання вимог радіаційного захисту населення і навколишнього середовища. Правові аспекти ізоляції радіоактивних відходів регулює Закон України «Про поводження з радіоактивними відходами». Щодо радіоактивних відходів застосовують зберігання і захоронення; вибір заходів залежить від економічних і соціально-політичних факторів. В Україні використовується така форма поводження з радіоактивними відхо- дами, як зберігання. Захоронення відходів у геологічних сховищах є більш економічно і екологічно доцільним, і тому пріоритети державної політики в галузі поводження з радіоактивними відходами переорієнтовуються саме в цьому напрямку. Найперспективнішим районом для розміщення геологічного сховища для радіоактивних відходів є Чорнобильська зона відчуження. Тип сховища для захоронення радіоактивних відходів (поверхневе чи геологічне) визначається їхніми властивостями. Відходи з тривалим періодом існування підлягають захороненню тільки в стабільних геологічних формаціях, в твердому стані та переведенням їх у вибухо-, пожежо-, ядернобезпечну форму, що гарантує локалізацію відходів у межах гірничого відведення надр. Геологічні сховища створюються у соляних та осадових відкладах, кристалічних породах, у глинистій товщі. Радіаційна безпека сховища залежить від сукупності природних та інженерних бар'єрів. Захоронення радіоактивних відходів становить особливу небезпеку. До 1983 року (до прийняття Конвенції про заборону захоронення відходів в океанах і морях) 11країн світу практикували скидання твердих радіоак- тивних відходів у відкрите море. Сумарний обсяг захоронених твердих радіоактивних відходів у колиш- ньому СРСР (далекосхідні та північні моря) становить понад 53 000 м 3 . Одно-
85
часно захороненню підлягали й рідкі радіоактивні відходи. Сумарне скидання
їх в північних і далекосхідних морях склало понад 310 000 м
3
На початку 90-х років ХХ ст. була завершена реєстрація місць збере- ження і захоронення радіоактивних відходів.
Між країнами відбувається інтенсивний обмін небезпечними і радіоактив- ними відходами. Це пояснюється, з одного боку, відмінностями в переліках небезпечних і радіоактивних відходів в різних країнах, а з іншого – наявністю технологій і виробництв, які використовують ці відходи як сировину.
Щорічно через національні кордони переміщується до 2 млн. тонн відходів.
Одночасно постійно фіксуються випадки нелегального вивезення небезпечних відходів в країни Азії та Африки, а також переміщення туди підприємств із спалювання небезпечних відходів.
Методи утилізування твердих відходів.Діяльність, пов'язану із запо- біганням або зменшенням обсягів утворення відходів, їх збиранням, переве- зенням, зберіганням, обробленням, утилізацією та видаленням, знешкоджен- ням та захороненням, а також з відверненням негативного впливу відходів на навколишнє природне середовище та здоров'я людини на території України, регулює Закон України «Про відходи».
Поводження з відходами – дії, спрямовані на запобігання утворенню відходів, їх збирання, перевезення, зберігання, оброблення, утилізацію, вида- лення, знешкодження і захоронення, включаючи контроль за цими операціями та нагляд за місцями видалення.
Збирання відходів – діяльність, пов’язана з вилученням, накопиченням і розміщенням відходів у спеціально відведених місцях чи об’єктах, включаючи сортування відходів з метою подальшої утилізації чи видалення.
Зберігання відходів – тимчасове розміщення відходів у спеціально відведених місцях чи об’єктах (до їх утилізації чи видалення).
Утилізація відходів – використання відходів як вторинних матеріальних чи енергетичних ресурсів.
Видалення відходів – здійснення операцій з відходами, що не призводять до їх утилізації.
Знешкодження відходів – зменшення чи усунення небезпечності відходів шляхом механічного, фізико-хімічного чи біологічного оброблення.
Розміщення відходів – зберігання та захоронення відходів у спеціально відведених для цього місцях чи об’єктах. Розміщення відходів потребує вилучення значних площ землі, а транспортування і зберігання є важким тягарем для народного господарства. Найбільш токсичні відходи потребують спеціальних заходів щодо їх знешкодження і повної ізоляції.
Спеціально відведені місця чи об’єкти – місця чи об’єкти (місця роз- міщення відходів, сховища, полігони, комплекси, споруди, ділянки надр
86
тощо), на використання яких отримано дозвіл спеціально уповноважених органів на видалення відходів чи здійснення інших операцій з відходами.
Об’єкти поводження з відходами – місця чи об’єкти, що використо- вуються для збирання, зберігання, оброблення, утилізації, видалення, зне- шкодження та захоронення відходів.
Основними методами і технологіями знешкодження і утилізування твердих відходів є:
−
створення полігонів та звалищ;
−
термічне оброблення;
−
рециклінг;
−
компостування;
−
анаеробне ферментування.
Для зберігання та захоронення неутилізовуваних промислових відходів використовуються полігони, шламонокопичувачі, золовідвали. Площа полігону
(не менше ніж 75–100 га) повинна бути розрахована на 20–25 років експлуа- тації. Полігони облаштовують в місцях, де основою служать глини і важкі суглинки. У разі їх відсутності використовують спеціальну водонепроникну основу, і це зумовлює додаткові витрати.
Захоронення невеликих кількостей водорозчинних промислових відходів, які містять особливо токсичні речовини (І класу небезпеки) необхідно здійснювати в котлованах в контейнерній упаковці (у стальних балонах з товщиною стінок 10 мм, з подвійним контролем на герметичність – до і після заповнення), що поміщуються у бетонний короб.
Захоронення речовин ІІ і ІІІ класів небезпеки, нерозчинних у воді, необхідно здійснювати безпосередньо у котлованах. Захоронення можливе за умови використання ґрунту з коефіцієнтом фільтрації не більше ніж 10
-7
см/сек.
Територія полігону по периметру обмежується кільцевим каналом для дренажу глибоких ґрунтових вод та «перехоплення» атмосферних дощових і талих вод з метою захисту території від затоплення .
Метод захороненнянеутилізовуваних промислових відходів на полігонах
є традиційним і набагато дешевшим від їх перероблення. Екологічне навантаження полігонів на навколишнє середовище пов’язане з тим, що значна їх частина не підготована до виконання своїх функцій, нерідко виникають стихійні звалища. До сміттєзвалищ часто потрапляють небезпечні речовини, і це є неприпустимим з точки зору екологічної безпеки.
У звалищах промислових відходів мікробіологічні процеси не спостері- гаються через значну концентрацію отруйних речовин.
Ще донедавна вважалось, що відходи є причиною лише естетичних проблем: сміттєзвалища розповсюджують неприємний запах та спотворюють
87
ландшафт, але їх існування є неминучим. Супутня ж небезпека забруднення навколишнього середовища довгий час не визнавалась та замовчувалась.
Основними проблемами, що виникають при зберіганні та захороненні твердих відходів, є: забруднення ґрунтових вод, утворення метану, просідання
ґрунту. Найсерйознішою проблемою є забруднення ґрунтових вод. Просо- чуючись крізь шари захоронених відходів, дощова (тала) вода “збагачується” різними хімічними речовинами, які утворюються у процесі розкладання сміття. Така вода з розчиненими у ній забрудниками називається фільтратом.
У ньому, поряд з органічними рештками, наявні залізо, ртуть, цинк, свинець та інші метали, а також барвники, пестициди та мийні засоби.
Друга проблема – утворення метану – зумовлена анаеробними процесами, які відбуваються у захоронених шарах сміття без доступу повітря. Метан спричинює отруєння і загибель рослинності, а також негативно впливає на озоновий шар атмосфери.
На території України розміщено понад 3000 полігонів загальною площею близько 250 тис га. Понад 60 % цих полігонів з різних причин не відповідають санітарно-гігієнічним вимогам (ненадійна гідроізоляція, недотримання сані- тарно-захисної зони, відсутність належних шляхів для під'їзду).
Майже 80 % побутових відходів світу розміщуються на полігонах, незважаючи на тривалий час (50–100 років) знешкодження, негативний вплив на довкілля та відсутність утилізації цінних компонентів.
У Львівській області станом на початок 2008 р. існувало понад 50 полігонів твердих побутових відходів (ТПВ). Лише 24 із них мають дозволи на розміщення відходів. Постійний контроль за цими звалищами не здійснюється, і тому чітко визначити їх вплив на довкілля практично неможливо. В області також налічується понад 500 несанкціонованих звалищ. Загальна площа, зайнята під звалища області, становить понад 460 га, зокрема під стихійні – 300 га (65 %).
Найбільші площі зайняті у Жовківському районі (понад 50 га), де розташоване звалище м. Львова. Наступним за площею розміщення звалищ є густонаселений промисловий Сокальський район – 48,3 га.
Внаслідок реакцій та процесів, які відбуваються у відвалах побутових відходів з органічними компонентами, утворюються шкідливі гази (метан, вуглекислий газ, сірководень).
Відходи, що містять до 80 % органіки, створюють сприятливі умови для розмноження мікроорганізмів, комах, гризунів, птахів, рослин. Це призводить до перенесення бактерій та вірусів на великі відстані. Атмосферні опади, сонячне тепло, нагрівання, виникнення пожеж зумовлюють перебіг на полігонах непередбачуваних фізико-хімічних процесів, продуктами яких є чисельні токсичні хімічні сполуки.
88 У розвинених країнах основним методом знешкодження та утилізації побутових відходів є механізовані термічні методи переробки (спалювання, газифікування та піроліз) на спеціальних заводах із попереднім їх сортуванням. Спалюванняє найбільш технічно відпрацьованим серед усіх методів промислового переробляння ТПВ. Тривала практика спалювання відходів дозволяє чітко визначити його переваги та недоліки. Провідні незалежні європейські інститути вважають спалювання відходів вигідним, оскільки при цьому можна отримувати електроенергію і тепло. Але це єдиний позитивний момент, оскільки під час спалювання ТПВ утворюються вторинні, надзви- чайно токсичні відходи (діоксини, фурани і біфeніли), які разом з важкими металами потрапляють у навколишнє середовище. Хлорорганічні відходи належать до надзвичайно небезпечних токсикантів, включених до Переліку Міжнародної конвенції про заборону стійких органічних забруднювачів (Стокгольм, 2002 р.). Істотним недоліком спалювання є також його низька економічність: коефіцієнт використання теплової енергії на сміттєспалювальних підприємст- вах США не перевищує 65 %. До того ж для спалювання відходів застосо- вують значну кількість додаткового рідкого палива (до 265 л на 1 т відходів). Рівень спалювання побутових відходів у різних країнах значно відріз- няється: в Західній Європі спалюється до 50 % всіх відходів ( а в Данії та Швейцарії – до 80 %), Японії – до 70 %, США – 14 %, Україні та Росії – 2 %. Останнім часом замість звичайного спалювання застосовується двоступе- невий процес, що включає стадію піролізу (розкладання органічних речовин без доступу кисню за відносно низьких температур 450–800 °С) |
Скачать 1.3 Mb.