Пути решения «мусорной» проблемы на планете

Москавский  Государственный Институт Стали  и Сплавов

(Технологический  Университет) 
 
 
 
 
 
 
 

Кафедра ВТПМиА. 
 
 

Реферат по курсу

 «Перспективные материалы». 

«Пути решения «мусорной» проблемы на планете». 
 
 
 
 
 
 

Руководитель: Левина В.В.

Студент: Васильева А.С.

Группа: ФХ-01-3 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Москва

2004

ВВЕДЕНИЕ

  Рост  городов и увеличение городского населения, развитие промышленности и технический прогресс приводят к ухудшению экологических условий проживания людей, особенно в крупных городах, где хозяйственная деятельность наиболее сконцентрирована и где на ограниченной территории сосредоточена значительная масса населения. В городах происходит наиболее интенсивное накопление твердых бытовых отходов (ТБО) и крупногабаритного мусора (КГМ), которые при неправильном и несвоевременном удалении и обезвреживании могут серьезно загрязнять окружающую природную среду. Повсеместно возникающие вокруг городов плохо организованные, а порой и просто «стихийные», свалки являются наиболее серьезным загрязнителем поверхностных и грунтовых вод. В результате миграции с территорий действующих и рекультивированных полигонов (свалок) химических веществ, содержащихся в фильтрате ТБО, в поверхностные и грунтовые воды происходит загрязнение почвы и водоисточников.

  Создание  нормальных условий жизни людей в городе — первоочередная задача коммунальных служб, занятых санитарной очисткой и уборкой городских территорий, утилизацией и обезвреживанием ТБО и КГМ.

  В настоящее время на территории Российской Федерации ежегодно образуется огромное количество отходов потребления, то есть остатков изделий и продуктов, утративших в процессе человеческой жизнедеятельности свои потребительские свойства. В среднем, ежегодное увеличение объемов только ТБО составляет 2%. По прогнозам специалистов, к 2005 г. накопление ТБО в России возрастет до 200 млн. куб. м. в год. Площадь, занятая полигонами и свалками, уже превышает 40 тыс. га и ежегодно увеличивается на 2,5—4%. Индустриальные методы переработки отходов в России слабо развиты. Объем перерабатываемых этими методами отходов не превышает 3—4% от количества образующихся отходов. Таким образом, проблема сбора, транспортировки и обезвреживания твердых бытовых отходов (ТБО) и крупногабаритного мусора (КГМ) приобретает одно из первостепенных значений в городском хозяйстве.

  Для охраны водных ресурсов, защиты окружающей природной среды, а также для решения проблем санитарной очистки городов и утилизации содержащихся в отходах ценных веществ и компонентов в мировой и отечественной практике ведется разработка и широкое внедрение различных технологий механизированного обезвреживания и переработки ТБО и КГМ. Ведутся разработки новых альтернативных методов обезвреживания и утилизации отходов.

  В мировой практике известно около 20 методов обезвреживания и утилизации отходов. Методы обезвреживания и переработки по конечной цели делятся на ликвидационные (решающие в основном санитарно-гигиенические задачи) и утилизационные (решающие и задачи экономики — использование вторичных ресурсов); по технологическому принципу на биологические, термические, химические, механические, смешанные. Большинство этих методов не нашли сколько-нибудь значительного распространения в нашей стране в связи с их технологической сложностью и высокой себестоимостью переработки отходов.

  При проведении анализа экологической и экономической эффективности различных методов и технологий утилизации и обезвреживания ТБО и КГМ обычно рассматривают основные, реализуемые в России технологии:

• захоронение на полигоне;
• сжигание;
• компостирование;
• прессование с последующим захоронением;
• сепарация.

  Из  существующих различных методов  обезвреживания ТБО и КГМ основное распространение в нашей стране получил метод захоронения отходов в грунте (на организованных и неорганизованных полигонах — свалках). Полигон — наиболее простой и дешевый метод — устраивают там, где основанием могут служить глины и тяжелые суглинки. Там, где это невозможно, приходится устраивать специальное водонепроницаемое основание, что приводит к существенным дополнительным затратам, но кардинально не решает проблему. Площадь земельного участка выбирается с условием его эксплуатации в среднем 15...20 лет. Находить площади в 40...200 га вблизи городов, особенно крупных мегаполисов, становится все труднее. С экологической точки зрения следует отметить, что захоронение на полигоне приводит к образованию пыли и распространению неприятных запахов. Полигон наряду с фильтратом, загрязняющим водоисточники, выбрасывает в атмосферу метан и другие токсичные газы, что не только загрязняет воздух вблизи полигона, но, по последним исследованиям, и отрицательно влияет на озоновый слой земли. Также при захоронении на полигоне теряются все ценные утильные вещества и компоненты.

  Мусоросжигательные  заводы получили значительное распространение в странах с высокой плотностью населения и большим дефицитом свободных площадей (Германия, Япония, Швейцария, Бельгия и др.). Один из недостатков мусоросжигательных заводов — трудность очистки выходящих в атмосферу газов от вредных примесей, особенно от диоксинов. Кроме того, эти заводы (как отечественные разработки, так и импортные образцы) значительно превосходят любые иные мусороперерабатывающие предприятия по капитальным и эксплуатационным затратам (стоимость утилизации составляет не менее 220—240 руб./т). Увеличение содержания в отходах полимерных материалов приводит к увеличению концентрации вредных выбросов в выходящих газах. Сложной задачей при эксплуатации таких заводов является, наряду с очисткой отходящих газов, утилизация или захоронение остающихся после сжигания (до 30% от сухой массы отходов) токсичной золы и шлака. Практически все действующие в странах СНГ мусоросжигательные заводы оснащены импортным оборудованием, что отрицательно сказывается на их первоначальной стоимости и, как следствие, учитывая экономическую ситуацию в России, их приобретение (даже на условиях лизинга) крайне проблематично и обременительно для бюджета российских городов. Экологический и экономический эффекты от их работы не оправдывают эксплуатационные затраты, что подтверждается специалистами ЖКХ и экологических служб г. Санкт-Петербурга (материалы Всероссийской научно-практической конференции «Оптимизация обращения отходов. Формирование инфраструктуры рынка вторичных ресурсов», г. Ярославль, 17—18 февраля 1998 г.).

  В некоторых европейских странах (Франция, Италия и др.) эксплуатируются заводы, работающие по технологии аэробного биотермического компостирования. По этой технологии ТБО вступают в естественный круговорот веществ в природе, обезвреживаются и превращаются в компост. Данные предприятия отличаются весьма сложным технологическим циклом, также требуют значительных капитальных затрат и не снимают основных проблем по санитарной очистке городов.

  Существует  оборудование, принцип действия которого основан на прессовании ТБО и КГМ с его последующим захоронением. Экономическая эффективность их работы невысока из-за отсутствия в составе оборудования механизированного сортировочного узла.

  Кроме того, при выборе метода и технологии обезвреживания ТБО и КГМ следует учитывать экономические, экологические, организационно-правовые и социальные факторы, влияющие на существующую систему санитарной очистки городов Российской Федерации, а также и иные местные условия и особенности. Общая экономическая ситуация на территории РФ привела к недостаточному финансированию данной отрасли, несовершенству системы тарифо-образования, отсутствию возможности для коренного изменения ситуации в целом и, тем более, для закупки, установки и эксплуатации дорогостоящего импортного и отечественного оборудования. В свою очередь, наиболее рациональным выходом из сложившейся экологической ситуации является уменьшение доли полигонов для захоронения ТБО и КГМ в общей массе методов по обезвреживанию отходов потребления. К социальным факторам, отрицательно влияющим на состояние существующей системы санитарной очистки, можно отнести низкую экологическую культуру населения, что не позволяет в настоящее время эффективно внедрить систему селективного сбора ТБО, т. е. систему сбора отходов потребления непосредственно в местах их образования: вблизи жилых зданий, учреждений и предприятий общественного назначения (общественного питания, учебных, зрелищных, гостиниц, детских садов, рынков и др.).

  В настоящее время прослеживается устойчивая тенденция сокращения бюджетной дотации при, как правило, отсутствии 100% оплаты жителями городов работ по сбору, транспортировке и захоронению (обезвреживанию) отходов потребления, что приводит к увеличению дебиторской задолженности у подрядных организаций. Хронический дефицит средств является причиной неудовлетворительного состояния  парка мусоровозов и контейнеров,  а также различных нарушений технологий при захоронении отходов. Отсутствие налаженной системы оперативного контроля за вывозом ТБО и КГМ, децентрализация управления и финансирования приводит к увеличению стоимости услуг. Отсутствие раздельного финансирования (реструктуризации тарифа) на сбор, транспортировку и захоронение (обезвреживание) ТБО и КГМ позволяет как заказчикам, так и подрядчикам отвлекать средства на другие виды деятельности, что приводит к несвоевременности оплаты работ, возникновению кредиторской задолженности.

  Все вышеизложенное ограничивает возможность  формирования бездефицитного бюджета на санитарной очистке и обеспечить эффективное удаление отходов потребления и уборку города. Таким образом, для совершенствования систем управления санитарной очистки городов Российской Федерации, проведения контроля за деятельностью организаций, занятых сбором, транспортировкой и обезвреживанием отходов потребления, осуществления единой экономической политики, а также для качественного изменения ситуации необходимо не только выбрать экономически и экологически оправданные, адаптированные к российским условиям методы и технологии обезвреживания ТБО и КГМ, но и изменить существующую систему управления отходами, введя функции единого по городу генподрядчика на сбор, транспортировку, переработку и захоронение отходов. Необходимо введение централизованной системы управления отходами, что подтверждается опытом городов различных стран мира.

    Наиболее  ярко выражены указанные проблемы в  средних областных городах Российской Федерации. Их квалифицированное решение в настоящее время немыслимо без систематизации и анализа накопленного в нашей стране и за рубежом опыта (как положительного, так и отрицательного).

    Во  всем мире проблема управления твердыми бытовыми отходами (ТБО) является одной из приоритетнейших, занимая в системе городского хозяйства второе место по затратам и инвестициям после сектора водоснабжения и канализации. 

Глава 1. ТВЕРДЫЕ БЫТОВЫЕ  ОТХОДЫ  

  К ТБО (в западных странах обычно используется термин «муниципальные» или «бытовые» отходы) относятся отходы, образующиеся в жилом секторе, в предприятиях торговли, административных зданиях, учреждениях, конторах, дошкольных и учебных заведениях, культурно-спортивных учреждениях, железнодорожных и автовокзалах, аэропортах, речных портах. Кроме того, к муниципальным отходам относятся крупногабаритные отходы, дорожный и дворовый мусор.

  При рассмотрении всего комплекса проблем, связанных со сбором, транспортом, обезвреживанием и утилизацией твердых бытовых отходов (ТБО), в первую очередь ставится вопрос о составе и свойствах этого материала. Если для решения вопроса сбора и транспорта ТБО достаточно информации об их влажности и плотности, то при выборе метода и технологии обезвреживания и последующей утилизации необходимо получить полную информацию о морфологическом и элементном составе и свойствах ТБО, в том числе теплотехнических

  Состав  и объем бытовых отходов чрезвычайно разнообразны и зависят не только от страны и местности, но и от времени года и от многих других факторов. Бумага и картон составляют наиболее значительную часть ТБО (до 40% в развитых странах). Вторая по величине категория в России — это так называемые органические, в т. ч. пищевые, отходы; металл, стекло и пластик составляют по 7—9% от общего количества отходов. Примерно по 4% приходится на дерево, текстиль, резину и т.д.

  Твердые бытовые отходы отличаются стабильно  высоким содержанием органического вещества (до 78% сухого вещества) с незначительными сезонными колебаниями. ТБО имеют низкую теплотворность. Удельная теплота сгорания их составляет 1480 ккал/кг.

  ТБО по морфологическому признаку подразделяются на компоненты: бумагу, картон; пищевые отходы; дерево; металл (черный и цветной); текстиль; кости; стекло; кожу, резину; камни; полимерные материалы;  прочие (неклассифицируемые фракции); а также отсев менее 15 мм.

  По  единой  методике,  принятой  Европейскими  странами,  при необходимости добавляется компонент «садовые отходы».

  Существенно влияет на состав ТБО организация сбора в городе утильной бумаги, пищевых отходов, стеклотары. Опыт показывает, что с течением времени состав ТБО несколько меняется. Увеличивается содержание бумаги, полимерных материалов. С переходом на централизованное теплоснабжение в крупных городах резко сократилось (практически до нуля) содержание в ТБО угля и шлака.