ВВЕДЕНИЕ
Вся жизнь человека окружена вещами, приносящими пользу или просто радующими нас. Срок их службы сильно разнится: одни используются несколько секунд, другие передаются из поколения в поколение. Некоторые бережно храним, иные выбрасываем не задумываясь. Вещи могут быть, как жизненно необходимыми, так и являться лишь показателем статуса. Их объединяет одно - рано или поздно они все оказываются на свалке. Сегодня мы не можем себе представить жизнь без благ цивилизации, забываем о том, что большинство из них природе чужды, инородны. Следует отметить, что чем лучше человек живет, тем больше мусора он вырабатывает! Что же такое мусор и отходы? [1]
Отходы – это изделия и материалы, которые утратили свои потребительские свойства в результате физического или морального износа. Отходы классифицируются на твёрдо-бытовые, отходы-отбросы, мусор [5].
Мусор – это то, что не нужно человеку в данном виде.
Мусор – это твёрдые бытовые отходы [5].
Твёрдо-бытовые отходы (ТБО) являются отходами сферы потребления, образующимися в результате бытовой деятельности населения. Они состоят из изделий и материалов, не пригодных для дальнейшего использования в быту.
Отходы существуют ровно столько, сколько существует само человечество. Ещё древние люди, обитавшие в пещерах, устраивали свалки мусора за пределами своих жилищ. Такие отходы легко разрушались в результате естественных природных процессов. Развитие цивилизации породило огромный рост количества отходов. В древних городах и поселениях уже были специальные места, где оставляли бытовые отходы. В Средние века нечистоты связали с возникновением инфекционных заболеваний, именно потому запретили выливать их на улицы города.
Вплоть до XIX века отходы по большей части представляли только эпидемиологическую опасность. Это были органические вещества и материалы, не загрязняющие окружающую среду. С возникновением промышленности, возникла и проблема мусора. Чем больше разрастались предприятия, тем больше становилось отходов. С началом нефтепереработки ситуация ухудшилась. Теперь возникли отходы, которые и вовсе не разлагаются.
В конце XX века решение проблемы мусора было очень неожиданным. Пластик и другие трудно разлагающиеся предметы попросту вывозились в страны третьего мира. Так в Африке возникли целые регионы, утопающие в мусоре развитых стран. В XXI веке стало понятно, что это не решает проблему, а только усугубляет её [7].
Актуальность проекта состоит в том, что в настоящее время остро стоит вопрос о том, как не превратить наш город и область в свалку гигантских размеров. Хочешь что-то иметь, приложи собственные усилия к достижению цели. Например, все говорят, что хотят жить в красоте и чистоте. Но что мы делаем для того, чтобы ʺчистота и красотаʺ сопутствовали нашей жизни? Но, может, стоит подойти к решению этой проблемы с другой стороны? Правильнее взять под контроль то, что попадает на свалку, чем занимать все новые площади под полигоны ТБО (свалки). На сегодняшний день решение ʺмусорнойʺ проблемы состоит в налаживании раздельного сбора и переработки отходов. Опыт самых развитых стран показывает, что участие каждого жителя вносит значительный вклад в развитие культуры грамотного обращения с отходами и помогает сделать процесс избавления от мусора безопасным и эффективным [6].
Нас заинтересовал этот вопрос, и мы выбрали данную тему для своего проекта.
Практическая значимость проекта в том, что:
1). Результаты проектной работы могут быть использованы для решения задач экологического воспитания детей и взрослых по решению проблем утилизации ТБО и прежде всего в том, что часть отходов можно использовать вторично, превращая ТБО в оригинальные предметы декора и в нужный материал, то есть использовать их как вторсырьё. Собранный материал может представлять интерес для широкого круга читателей, интересующихся экологическим состоянием родного края;
2). Государствам нужно развивать на мировом уровне экологический менеджмент среди всех слоёв населения из-за его низкой экологической культуры.
1. ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ
1.1 ХАРАКТЕРИСТИКА ТВЁРДО-БЫТОВЫХ ОТХОДОВ (ТБО)
В городах и других населённых пунктах происходит наиболее интенсивное накопление ТБО, которые при неправильном и несвоевременном удалении и обезвреживании могут загрязнять окружающую среду. Сезонные изменения состава ТБО характеризуются увеличением содержания пищевых отходов с 20-25% весной до 40-55% осенью, что связано с большим потреблением овощей и фруктов в рационе питания (особенно в городах южной зоны). Зимой и осенью сокращается содержание мелкого отсева (уличного смета) с 20 до 1% в городах южной зоны и с 11 до 5% в средней зоне. Нормы накопления ТБО – это количество отходов, образующихся на расчётную единицу человек – для жилищного фонда, одно место в гостинице; 1 м2 торговой площади для магазинов и складов, в единицу времени – день, год. Нормы накопления определяют в единицах массы (кг) или объёма (л, м3). На нормы накопления и состав ТБО влияют такие факторы как:
1). Степень благоустройства жилищного фонда (наличие мусоропроводов, газа, водопровода, канализации, системы отопления);
2). Этажность, вид топлива при местном отоплении;
3). Развитие общественного питания, культура торговли, степень благосостояния населения и так далее;
4). Климатические условия (различная продолжительность отопительного периода - от 150 дней в южной зоне до 300 дней в северной);
5). Специфика питания и другие [4].
Качество получаемого в процессе переработки ТБО органического удобрения или биотоплива зависит от химического состава исходных ТБО. Важным показателем физических свойств ТБО является плотность. Плотность ТБО благоустроенного жилищного фонда в весенне-летний сезон (в контейнерах) составляет 0,18-0,22 т/м3, в осенне-зимний - 0,20-0,25 т/м3. Для различных городов среднегодовое значение 0,19-0,23 т/м3. ТБО обладают механической (структурной) связностью благодаря волокнистым фракциям (текстиль, проволока и др.) и сцеплениям, обусловленным наличием влажных липких компонентов. Вследствие связности ТБО обладают склонностью к свободообразованию и не просыпаются в неподвижную решётку с расстоянием между стержнями 20-30 см. ТБО могут налипать на металлическую стенку с углом наклона к горизонту до 65-70° [3].
Благодаря наличию твёрдых балластных фракций (керамика, стекло) ТБО и компост обладают абразивностью, т.е. свойством истирать соприкасающиеся с ними взаимопересекающиеся поверхности. ТБО обладают слёживаемостью, то есть при длительной неподвижности теряют сыпучесть и уплотняются (с возможностью выделения фильтрата) без всякого внешнего воздействия. При длительном контакте ТБО оказывает на металл коррелирующее воздействие, что связано с высокой влажностью и наличием в фильтрате растворов различных солей. В зависимости от нагрузки свойства ТБО меняются следующим образом. При повышении давления до 0,3-0,5 МПа происходит ломка различного рода коробок и ёмкостей. Объём ТБО (в зависимости от его состава и влажности) уменьшается в 5-8 раз, плотность возрастает до 0,8-1 т/м3. В пределах этой стадии работают прессовые устройства, применяемые при сборе и удалении ТБО. При повышении давления до 10-20 МПа происходит интенсивное выделение влаги (выделяется до 80-90% всей содержащейся в ТБО воды). Объём ТБО снижается ещё в 2-2,5 раза при увеличении плотности в 1,3-1,7 раза. Спрессованный до такого состояния материал на некоторое время стабилизируется, так как содержащейся в материале влаги недостаточно для активной деятельности микроорганизмов. Доступ кислорода в массу затруднен. При повышении давления до 60 МПа незначительно снижается объём (в основном за счёт выдавливания влаги) и практически не возрастает плотность ТБО (см. рис. 1) [2].
1.2 КЛАССИФИКАЦИЯ ТВЁРДО-БЫТОВЫХ ОТХОДОВ (ТБО)
Твёрдо-бытовые отходы (ТБО) в Российской Федерации, представляют собой грубую механическую смесь самых разнообразных материалов и гниющих продуктов, отличающихся по физическим, химическим и механическим свойствам и размерам. Перед переработкой, собранные ТБО, необходимо обязательно подвергнуть сепарации по группам, если таковая имеет смысл, и уже после сепарации каждую группу ТБО следует подвергнуть переработке.
Основные виды современных отходов: твердо-бытовые и промышленные [4], [6].
Твердо-бытовые отходы (ТБО) подразделяют на 2 типа:
1). Органические (пища, листья, трава, дерево).
2). Бытовой мусор (пластмасса, стекло, ткань, целлофан, резина, металл, бытовая химия).
К промышленным отходам относят:
- Сбросы вредных отходов предприятий.
- Строительные (бетон, песок, камень).
- Химические реагенты (кислоты, щелочи, растворители).
- Бумажные (картон, упаковка).
- Древесные (опилки, стружки).
- Легковоспламеняющиеся жидкости и другие.
ТБО подразделяются также и по классам опасности:
I класс (чрезвычайно опасные): материалы, наносящие сильный вред, после выброса которых среда не восстанавливается. К этому виду относят вещества, содержащие тяжелые металлы (ртутные градусники, люминесцентные лампы, электроприборы, лаки, краски, косметика, удобрения, ядохимикаты, бытовая химия, отходы с соединениями свинца, высокотоксичные органические соединения).
II класс (высокоопасные): предметы, после воздействия которых окружающая среда может вернуться в прежнее состояние по происшествии 30 лет (машинные масла, отработанные аккумуляторы и батарейки).
III класс (умеренно опасные): вещества, после которых восстановление длится в течение 10 лет (продукты нефтепереработки; отходы, содержащие металлы – марганец, медь, никель, серебро, хром, цинк; соли – нитраты, фосфаты; органические вещества – этанол, ацетон; табачная пыль; виды цементного раствора).
IV класс (малоопасные, почти безвредные): после такого загрязнения природа возрождается в течение 3 лет (разбитое стекло, кофейная пыль, утратившие потребительские свойства самосрабатывающие порошковые огнетушители, древесина, макулатура, автомобильные покрышки, пластик).
V класс (почти неопасные): не оказывают никакого влияния на экологию и разлагаются от месяца до года (листья, трава, древесная стружка, осколки керамической плитки и посуды, обломки кирпича, пищевые отходы, бумага и изделия из неё).
1.3 КОМПЛЕКСНОЕ УПРАВЛЕНИЕ ОТХОДАМИ
Комплексное управление отходами начинается с изменения взгляда на то, чем являются бытовые отходы. Известному эксперту по проблеме отходов Полу Коннетту принадлежит краткая афористичная формулировка, выражающая этот новый взгляд: «Мусор – это не вещество, а искусство– искусство смешивать вместе разные полезные вещи и предметы, тем самым определяя им место на свалке». Смешивая различные полезные предметы с бесполезными, – продолжает Коннетт, – токсичные с безопасными, горючие с несгораемыми, мы не должны удивляться, что полученная смесь бесполезна, токсична и плохо горит. Эта смесь, называемая бытовыми отходами, будет представлять опасность для людей и окружающей среды, попав как в мусоросжигатель, так и на свалку или мусороперерабатывающий завод [8].
Традиционные подходы к проблеме ТБО ориентировались на уменьшение опасного влияния на окружающую среду путём изоляции свалки от грунтовых вод, очистки выбросов мусоросжигательного завода и т.д. Основа концепции КУО состоит в том, что бытовые отходы состоят из различных компонентов, которые не должны в идеале смешиваться между собой, а должны утилизироваться отдельно друг от друга наиболее экономичными и экологически приемлемыми способами. Принципы комплексного управления отходами:
1) ТБО состоят из различных компонентов, к которым должны применяться различные подходы.
2) Комбинация технологий и мероприятий, включая сокращение количества отходов, вторичную переработку и компостирование, захоронение на полигонах и мусоросжигание, – должна использоваться для утилизации тех или иных специфических компонентов ТБО. Все технологии и мероприятия разрабатываются в комплексе, дополняя друг друга.
3) Муниципальная система утилизации ТБО должна разрабатываться с учётом конкретных местных проблем и базироваться на местных ресурсах. Местный опыт в утилизации ТБО должен постепенно приобретаться посредством разработки и осуществления небольших программ.
4) Комплексный подход к переработке отходов базируется на стратегическом долговременном планировании, обеспечивает гибкость, необходимую для того, чтобы быть способным адаптироваться к будущим изменениям в составе и количестве ТБО и доступности технологий утилизации. Мониторинг и оценка результатов мероприятий должны непрерывно сопровождать разработку и осуществление программ утилизации ТБО.
5) Участие городских властей, а также всех групп населения (то есть тех, кто собственно "производит" мусор) – необходимый элемент любой программы по решению проблемы ТБО. КУО предполагает, что в дополнение к традиционным способам (мусоросжиганию и захоронению) неотъемлемой частью утилизации отходов должны стать мероприятия по вторичной переработке отходов и компостирование. Только комбинация нескольких взаимодополняющих программ и мероприятий, а не одна технология, пусть даже самая современная, может способствовать эффективному решению проблемы ТБО. Для каждого конкретного населенного пункта необходим выбор определенной комбинации подходов, учитывающий местный опыт и местные ресурсы. План мероприятий по комплексному управлению отходами основывается на изучении потоков отходов, оценке имеющихся вариантов и включает осуществление небольших «экспериментальных» проектов, позволяющих собрать информацию и приобрести опыт [10].
1.4 СБОР И ВРЕМЕННОЕ ХРАНЕНИЕ ОТХОДОВ
Сбор отходов часто является наиболее дорогостоящим компонентом всего процесса утилизации и уничтожения ТБО. Поэтому правильная организация сбора отходов может сэкономить значительные средства. Существующая в России система сбора ТБО должна оставаться стандартизованной с точки зрения экономичности. Иногда средства для решения этих новых проблем можно изыскать, вводя дифференцированную плату за сбор мусора. В густонаселённых территориях нередко приходится транспортировать отходы на большие расстояния. Решением в этом случае может явиться станция временного хранения отходов, от которой мусор может вывозиться большими по грузоподъёмности машинами или по железной дороге.
Следует при этом отметить, что станции промежуточного хранения представляют собой объекты повышенной экологической опасности и могут при неправильном расположении и эксплуатации вызывать не меньше нареканий местных жителей и общественных организаций, чем свалки и мусороперерабатывающие заводы (МСЗ) (см. рис 2) [3], [9].
1.5 ВТОРСЫРЬЕ. СБОР И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ОТХОДОВ
Сбор вторсырья у населения стран различный. В США и других городах часто используется схема сбора вторсырья «на обочине». В этом случае жители оставляют вторсырье в специальном мешке или контейнере на тротуаре, там, где они обычно оставляют мусор. В российских условиях вторсырье собирается в экспериментальных программах в контейнерах у подъездов или реже на лестничных клетках. Конкретные детали могут быть разными. Участие в такой программе может быть обязательным или добровольным. Иногда так собирается только один вид материалов, а иногда и несколько. В случае нескольких материалов граждане могут складывать каждый материал в отдельный контейнер или все материалы в один. В последнем случае материалы должны подвергаться дополнительной сортировке на специальных предприятиях [1], [2].
Часто, однако, материалы сортируются прямо на тротуаре теми, кто собирает мусор. Такой способ оказывается несколько дороже в долговременной перспективе, но позволяет начать сразу утилизацию без капитальных затрат на строительство предприятия по сортировке. Вообще, дилемма любой программы по сбору вторсырья такова: чем более сложны требования к гражданам, тем качественнее собранные материалы, тем меньше требуется дополнительной переработки, тем больше вероятность экономического успеха программы, но тем меньше уровень участия общественности. При вторичной переработке довольно многие компоненты ТБО могут быть переработаны в полезные продукты. Стекло обычно перерабатывают путём измельчения и переплавки (желательно, чтобы исходное стекло было одного цвета). Стеклянный бой низкого качества после измельчения используется в качестве наполнителя для строительных материалов. Во многих российских городах существуют предприятия по отмыванию и повторному использованию стеклянной посуды. Такая же, безусловно, положительная практика существует, например, в Дании.
Стальные и алюминиевые банки переплавляются с целью получения соответствующего металла. При этом выплавка алюминия из баночек для прохладительных напитков требует только 5% от энергии, необходимой для изготовления того же количества алюминия из руды, и является одним из наиболее выгодных видов «ресайклинга». Бумажные отходы различного типа уже многие десятки лет применяют наряду с обычной целлюлозой для изготовления пульпы – сырья для бумаги. Из смешанных или низкокачественных бумажных отходов можно изготовлять туалетную или обёрточную бумагу и картон [7], [9].
К сожалению, в России только в небольших масштабах присутствует технология производства высококачественной бумаги из высококачественных отходов (обрезков типографий, использованной бумаги для ксероксов и лазерных принтеров и т.д.). Бумажные отходы могут также использоваться в строительстве для производства теплоизоляционных материалов и в сельском хозяйстве – вместо соломы на фермах. Пластик и его переработка в целом – более дорогой и сложный процесс. Из некоторых видов пластика можно получать высококачественный пластик тех же свойств, другие (например, ПВХ) после переработки могут быть использованы только как строительные материалы. В России переработка пластика не производится (см. рис. 3).
1.6 СПОСОБЫ УТИЛИЗАЦИИ ТВЁРДО-БЫТОВЫХ ОТХОДОВ (ТБО)
Компостирование– это технология переработки отходов, основанная на их естественном биоразложении. Наиболее широко компостирование применяется для переработки отходов органического – прежде всего растительного происхождения, таких как листья, ветки и скошенная трава. Существуют технологии компостирования пищевых отходов, а также неразделенного потока ТБО. В России компостирование с помощью компостных ям часто применяется населением в индивидуальных домах или на садовых участках. В то же время процесс компостирования может быть централизован и проводиться на специальных площадках. Существует несколько технологий компостирования, различающихся по стоимости и сложности. Более простые и дешёвые технологии требуют больше места, и процесс компостирования занимает больше времени, как следует из приводимой классификации технологий компостирования [8].
Конечным продуктом компостирования является компост, который может найти различные применения в городском и сельском хозяйстве. Компостирование, применяемое в России, на механизированных мусороперерабатывающих заводах, например, в Санкт-Петербурге, представляет из себя процесс сбраживания в биореакторах всего объёма ТБО, а не только его органической составляющей. Хотя характеристики конечного продукта могут быть значительно улучшены путём извлечения из отходов металла, пластика и т.д., все же он представляет собой достаточно опасный продукт и находит очень ограниченное применение. Технологии компостирования:
а). Минимальная технология. Компостные кучи: 4 метра в высоту и 6 метров в ширину. Переворачиваются раз в год. Процесс компостирования занимает от одного до трёх лет в зависимости от климата. Необходима относительно большая санитарная зона.
б). Технология низкого уровня. Компостные кучи: 2 метра в высоту и 3-4 метра в ширину. В первый раз кучи переворачиваются через месяц. Следующее переворачивание и формирование новой кучи – через 10-11 месяцев. Компостирование занимает 16-18 месяцев.
в). Технология среднего уровня. Кучи переворачиваются ежедневно. Компост готов через 4-6 месяцев. Капитальные и текущие затраты выше.
г). Технология высокого уровня. Требуется специальная аэрация компостных куч. Компост готов уже через 2-10 недель [2].
Мусоросжигание – это наиболее сложный и «высокотехнологичный» вариант обращения с отходами. Сжигание требует предварительной обработки ТБО (с получением топлива, извлечённого из отходов). При разделении из ТБО стараются удалить крупные объекты, металлы и дополнительно его измельчить. Для того, чтобы уменьшить вредные выбросы из отходов, также извлекают батарейки и аккумуляторы, пластик, листья. Сжигание неразделенного потока отходов в настоящее время считается чрезвычайно опасным. Таким образом, мусоросжигание может быть только одним из компонентов комплексной программы утилизации.
Сжигание позволяет примерно в 3 раза уменьшить вес отходов, устранить некоторые неприятные свойства: запах, выделение токсичных жидкостей, бактерий, привлекательность для птиц и грызунов, а также получить дополнительную энергию, которую можно использовать для получения электричества или отопления. Эксплуатационные расходы составляют около 20 долларов за тонну ТБО. При выборе вариантов утилизации ТБО следует также иметь в виду, что время, необходимое на проектирование и постройку МСЗ в США, в среднем занимает 5-8 лет. Экологические воздействия МСЗ в основном связаны сзагрязнением воздуха, в первую очередь – мелкодисперсной пылью, оксидами серы и азота, фуранами и диоксинами.
Серьезные проблемы возникают также с захоронением золы от мусоросжигания, которая по весу составляет до 30% от исходного веса отходов, и которая в силу своих физических и химических свойств не может быть захоронена на обычных свалках.
Для безопасного захоронения золы применяются специальные хранилища с контролем и очисткой стоков. В России мусоросжигательные заводы серийно не производятся. Говоря о социально-экономических аспектах мусоросжигания, следует отметить, что обычно строительство и эксплуатации МСЗ не по карману городскому бюджету и должно производиться в кредит, либо частными компаниями. Во многих случаях компания, владеющая МСЗ, стремится подписать договор с городом, в котором будет предусмотрена обязательная поставка определенного количества и состава ТБО в сутки. Такие условия делают фактически невозможным осуществление программ вторичной переработки или компостирования, или другие значительные изменения в методах утилизации. Поэтому строительство МСЗ требует очень тщательной координации с другими аспектами программы управления ТБО и к этому варианту надо обращаться только после того, как другие программы уже спланированы [3].
В России эксплуатируется два типа мусороперерабатывающих заводов: одни производят компост из мусора (ленинградская схема), а другие его сжигают (московская схема). Первые производят компост, который сильно загрязнен тяжелыми металлами, а очистка от них – чрезвычайно дорогое удовольствие. Поэтому вопреки авторской идее использовать этот компост на полях нельзя. Его надо депонировать. А это – новая проблема. В результате, компостирующие заводы либо остановлены из-за отсутствия сбыта продукции, либо работают не на полную мощность. Что касается мусоросжигательных заводов, то они небезопасны в экологическом плане: имеют высокотоксичные газообразные выбросы и зольный остаток. А качество пара столь низко, что использование его для городских нужд проблематично. Эти заводы комплектуются дорогим импортным оборудованием. Его стоимость составляет порядка 100-120 млн. долларов США плюс стоимость строительных и монтажных работ. Кроме того, стоимость сжигания одной тонны отходов чрезвычайно высока и составляет 50-70 долларов. Так что анализ показывает, что обе технологии имеют серьёзные экологические и экономические изъяны.
Захоронение ТБО пока ещё остается, к сожалению, основным способом его утилизации. Из-за того, что многие предприятия построены десятки лет назад и используют устаревшую технологию, в городе накапливаются отходы, по количеству и вредности, представляющие значительную опасность для населения, как близлежащих районов, так и города в целом. Накопление отходов в больших количествах и невозможность удаления их для захоронения или использования приводит к тому, что предприятия зачастую прибегают к несанкционированному их удалению. Очень важно, чтобы до погружения ТБО в землю, на специально построенных полигонах, их обязательно прессовали. Это не только снижает объём материала, но и удаляет воду, на некоторое время, стабилизируя состояние отходов, т.к. содержащейся в спрессованном материале влаги недостаточно для активной деятельности микроорганизмов [6].
Доступ кислорода в плотную массу тоже затруднён, и, если при этом создать условия для «не поступления» влаги извне, стабилизация полигона может быть значительно продлена. Естественно, опасные отходы должны быть отсортированы и захоронены на специальном полигоне для токсичных отходов. Полигоны и свалки – такие же предприятия, на которые распространяется природоохранное законодательство. В отношении них должны быть разработаны величины предельно-допустимых выбросов и иные производственно-хозяйственные нормативы, взиматься плата за загрязнение окружающей среды, применяться санкции за несоблюдение природоохранных требований, вплоть до прекращения экологически вредной деятельности. А проконтролировать, делается ли это на самом деле, вполне может общественность, и предъявить претензии, если что-то не соблюдено.
Подобное воздействие, оказывают органы общественно-экологического контроля, особенно если они усиленно взаимодействуют с государственными контролирующими органами, что послужит стимулом для приведения мест захоронения отходов в надлежащий вид или строительства мусороперерабатывающих заводов.
Два метода – сжигание и захоронение – требуют площадей под размещение завода или полигона, причем в непосредственной близости от населенного пункта, чтобы не увеличивать транспортные расходы. Накопление метана на свалках создает условие для самовозгорания ТБО, и вот вам - мусоросжигательный завод без какой-либо газоочистки. Если учесть относительно низкую температуру горения и недостаток кислорода, то неудивительно, что в воздух летит почти вся таблица Д.И. Менделеева. И, конечно же – диоксины, фураны и прочие токсиканты. А то, что не горит, то ржавеет, и постепенно в результате коррозии в воздух и воду попадают тяжелые и цветные металлы, иные продукты распада различных веществ [3], [4].
Брикетирование ТБО– сравнительно новый метод в решении проблемы их удаления. Брикеты, широко применяющиеся уже в течение многих лет в промышленности и сельском хозяйстве, представляют собой одну из простейших и наиболее экономичных форм упаковки. Уплотнение, присущее этому процессу, способствует уменьшению занимаемого объёма, и как следствие, приводит к экономии при хранении и транспортировке.
Преимущественно в промышленности и сельском хозяйстве брикетирование используют для прессования и упаковки гомогенных материалов, например, хлопка, сена, бумажного сырья и тряпья. При работе с такими материалами технология довольно стандартна и проста, так как эти материалы однородны по составу, размеру и форме. При работе с ними осложнения возникают редко. Потенциально возможная сжигаемость их известна с достаточной точностью.
Существенным плюсом метода брикетирования является способ уменьшения количества мусора, подлежащего брикетированию, путем предварительной (до 50%) отсортировки твёрдых бытовых отходов. Отсортировываются полезные фракции, вторичное сырье (бумага, картон, текстиль, стеклобой, металл чёрный и цветной). Тем самым в народное хозяйство поступают дополнительные ресурсы. Основные затруднения возникают в процессе брикетирования коммунальных отходов из-за того, что эти отходы не гомогенны, и их состав нельзя предугадать.
Усредненные характеристики и свойства этих отходов могут быть неодинаковы не только в различных районах страны, но и в различных частях одного и того же города. Состав отходов меняется также в зависимости от сезона года. Дополнительные осложнения в работу механизмов по прессованию ТБО вносят: высокая абразивность составляющих компонентов (песок, камень, стекло), а также высокая агрессивность среды, благодаря наличию органики, кислот, растворителей, лаков (см. рис. 4) [7].
1.7 КАК РЕШАЮТ ПРОБЛЕМУ С ОТХОДАМИ В САНКТ-ПЕТЕРБУРГЕ
И В ГАТЧИНЕ
Санкт-Петербург, являясь вторым по численности населения мегаполисом России, производит огромное количество мусора, который с каждым годом накапливается и является для города и Ленинградской области серьёзной проблемой. Так, по актуальным на 2022 год данным, ежегодно город генерирует около 2,3-2,5 млн. тонн твёрдых отходов [10]. Рост населения Санкт-Петербурга имеет тенденцию к ускорению, и названная цифра в 2,3-2,5 млн. тонн мусора в год, предположительно, будет расти, поэтому проблема не теряет своей актуальности по сей день.
Строительство новых полигонов не решает, а лишь усугубляет экологические проблемы региона, а также порождает социальную напряженность – жители районов Ленобласти, затронутых этой проблемой, нередко протестуют против появления мусорных свалок рядом с их домами. Объемы переработки мусора в городе и области крайне низки. Раздельный сбор мусора осуществляется, в основном, в рамках частных инициатив экологических активистов, относясь лишь к сфере функционирования гражданского общества.
Некоторые отходы вывозят на полигоны, но они загрязняют почву и воздух, и даже если переработать весь мусор с такого полигона, то местность, возле которой находился полигон, будет уже неблагоприятной для людей, животных и растений. Газы, образующиеся на свалках, создают так называемый «парниковый эффект».
Проблема в том, что в Ленинградской области очень много несанкционированных свалок, а значит, за ними особо и не следят. Мощности новейших технологий хватает лишь для переработки 5% областного и 15% городского мусора. Жизнь в Ленинградской области ежегодно проходит с образованием 4,3 млн. м3 мусора, 95% которых сжигается и захоранивается [11]. Многие полигоны находятся в антисанитарийном состоянии, что составляет дискомфорт жителям на прилежащих территориях. Полигоны могут просто закрыть и весь мусор, который несколько лет свозился туда, не будет утилизирован, а останется лежать и загрязнять всё вокруг. Примерами таких свалок являются: ʺСвалка на Волхонкеʺ, полигоны ʺЮжныйʺ, ʺКрасный Борʺ, ʺНовый Светʺ.
Многие лицензированные полигоны уже на грани переполнения, а желание властей Санкт-Петербурга их увеличить, приводит к народным возмущениям, как в случае, например, с гатчинским полигоном "Новый Свет", высота которого вскоре достигнет 72 метров.
С десяти районов Санкт-Петербурга и с самой Гатчины твёрдо-бытовые отходы привозят и размещают на полигоне ʺНовый Свет-ЭКОʺ. С этого полигона поступают неприятные едкие запахи свалочных газов, распространяющиеся на несколько километров, долгие годы из-за розы ветров. Отходы полигона попадают в грунтовые воды, образуя ʺфильтратʺ (он содержит тяжёлые металлы, лигнин, дубильные вещества), вызывают выщелачиваемость, оказывают влияние на водную флору и фауну, делают их вредными для здоровья человека.
Полигон ʺНовый Свет-ЭКОʺ в окрестностях города Гатчины.
Учредители: АОЗТ ʺНовый Светʺ и ОАО Автопарк №1 ʺСпецтрансʺ.
Месторасположение: Гатчинский район ЛО, вблизи посёлка ʺНовый Светʺ.
Площадь предприятия: 43 га.
Максимальная мощность: 10,5 млн тонн ТБО в год.
Класс опасности отходов: III–V (за исключением первых двух наиболее опасных).
Среднесписочный состав работников: 100 человек.
Количество автотехники: 40 единиц [12], [13].
Полигон работает с 2005 года и находится на месте не использовавшегося навозохранилища.
Деятельность ООО ʺНовый Свет-ЭКОʺ ведётся под контролем администрации Гатчинского муниципального района Ленинградской области, Управления Роспотребнадзора по Ленинградской области в Гатчинском районе, департамента Росприроднадзора по Северо-Западному федеральному округу и имеет положительную оценку федерального агентства по строительству и жилищно-коммунальному хозяйству, других контролирующих органов (см. рис. 7 в приложении).
Для повышения эффективности работы ООО ʺНовый Свет-ЭКОʺ использует совместно с ОАО Автопарком №1 ʺСпецтрансʺ современное оборудование и передовые зарубежные технологии в области транспортирования и утилизации отходов.
Полигон ТБО ʺНовый Свет-ЭКОʺ обеспечивает транспортирование, складирование и утилизацию прессованных бытовых отходов, прошедших предварительную сортировку, не только Гатчинского района, но и сопредельных районов Ленинградской области, что позволяет улучшать санитарно-гигиенические условия проживания населения, а также стабилизирует экологическую обстановку Ленинградской области и Санкт-Петербурга в целом.
За время работы предприятие стало высокоэффективной компанией, обеспечивающей утилизацию муниципальных и производственных отходов, применяя современные технологии, спецоборудование, способствуя поддержанию экологической чистоты и санитарной стабильности региона (см. рисунки 8-11 в приложении).
Функционирование полигона осуществляется в строгом соответствии с действующей Лицензией №(78)-4491-СТОУР/П от 13.11.2019 и проектной документацией, прошедшей государственную экологическую экспертизу (Приказ N 309-ПР от 09.06.2023 г. Северо-Западного межрегионального управления Росприроднадзора), и до момента наличия объекта в территориальной схеме. После ввода в эксплуатацию создаваемых на территории Ленинградской области объектов по обработке и размещению отходов и корректировки территориальных схем (изменения транспортных потоков), ООО ʺНовый Свет-ЭКОʺ перейдет к плановой рекультивации.
Остаточная вместимость объекта позволяет принимать отходы Санкт-Петербурга и Ленинградской области в 2023 и 2024 годах [14].
2. ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
2.1 СОЦИОЛОГИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ʺОТНОШЕНИЕ К ОТХОДАМʺ
Нами было проведено социологическое исследование. В опросе приняли участие 300 человек разного возраста – от 14 до 70 лет.
Анкетирование граждан происходило по следующим вопросам:
1). Волнует ли вас проблема бытового мусора?
Ответы: «да» - 89% (267 чел); «нет» - 11% (33 чел).
Из диаграммы видно, что проблема мусора волнует 89% из всего количества опрошенных граждан, и только лишь 11% выразили своё равнодушие по этому вопросу. Это говорит нам о высокой обеспокоенности людей относительного благополучия в целом.
2). Как вы оцениваете экологическую обстановку в Санкт-Петербурге и в Ленинградской области в целом?
Ответы: «удовлетворительная» - 47% (141 чел); «напряжённая» - 35% (105 чел); «критическая» - 18% (54 чел).
Оценивая экологическую обстановку, 47% из числа граждан считают, что в городе удовлетворительная экологическая обстановка, 35% -напряжённая экологическая обстановка и 18% опрошенного населения считает, что в городе критическая экологическая обстановка.
3). Кто по вашему мнению должен отвечать за чистоту в Санкт-Петербурге и в Ленинградской области?
Ответы: «власти города и области» - 25% (75 чел); тот, кто мусорит» - 33% (99 чел); «каждый человек по-отдельности» - 42% (126 чел).
Из диаграммы видно, что 20% из числа участников в опросе считают, что за чистоту отвечают власти города и области, 33% - тот, кто мусорит. Всего 42% граждан считают, что за чистоту отвечает каждый человек по-отдельности.
4). Сортируете ли вы мусор для его раздельного сбора?
Ответы: «да» - 73% (219 чел); «изредка» - 20% (60 чел); «не вижу смысла» - 7% (21 чел).
Из диаграммы видно, что большинство опрошенных сортируют мусор.
5). Установлены ли в вашем дворе контейнеры для раздельного сбора мусора?
Ответы: «да» - 10% (30 чел); «только обычные контейнеры» - 83% (249 чел); «их нет вообще» - 7% (21 чел).
По результатам видно, что у большинства опрошенных во дворе есть только обычные контейнеры.
6). Знаете ли вы, зачем нужен раздельный сбор отходов?
Ответы: «да» - 77% (231 чел); «нет» - 6% (18 чел); «не интересуюсь» - 17% (51 чел).
По результатам опроса мы видим, что большинство людей знают для чего нужен раздельный сбор отходов.
7). Знаете ли вы о проблемах из-за пренебрежения сортировки мусора?
Ответы: «да» - 67% (201 чел); «нет» -13% (39 чел); «не интересуюсь» - 20% (60 чел).
Выяснилось, что большинство опрошенных знают о проблемах, связанных с пренебрежением сортировки мусора.
8). Как вы считаете, лично вы можете повлиять на решение экологической проблемы с твёрдо-бытовыми отходами?
Ответы: «да» - 43% (129 чел); «нет» - 30% (90 чел); «затрудняюсь ответить» - 27% (81 чел).
Как видно из диаграммы, большинство опрошенных считают, что лично каждый из них может повлиять на решение экологической проблемы с твёрдо-бытовыми отходами.
Вывод.
По результатам анкетирования видно, что большую часть населения волнует экологическая проблема бытовых отходов, но при этом имеются граждане, которые не сортируют твёрдо-бытовые отходы, так как власти города и области не издают распоряжений устанавливать во всех дворах контейнеры для раздельного сбора мусора. Наши граждане достаточно хорошо проинформированы и знают о проблемах, которые могут наступить из-за пренебрежения сортировки мусора. Также большинство опрошенных граждан считают, что лично каждый человек (житель) в ответе за чистоту в Санкт-Петербурге и в Ленинградской области.
2.2 СИСТЕМА РАЗДЕЛЬНОГО (СЕЛЕКТИВНОГО) СБОРА ОТХОДОВ
Что такое раздельный сбор мусора?
Статистические данные показывают, что на одного человека приходится порядка 500 кг отходов. Большая часть из них, около 95%, размещается на полигонах. На них мусор гниет на протяжении нескольких сотен лет, загрязняя атмосферу, водные ресурсы, животный и растительный миры [3].
В развитых странах удается вторично перерабатывать до 80% сырья. Полученные материалы идут снова в производство, используются как топливо.
Раздельный сбор мусора позволяет отсортировать отходы по категориям материалов. Отдельно складируется бумага, дерево, металл, пластик, батарейки, аккумуляторы. Главный критерий сортировки – возможность или невозможность вторичного использования.
Как организовать сортировку?
- сделать дома отдельные емкости для раздельного хранения мусора;
- один раз в месяц сдавать все на переработку, если по близости нет специальных баков;
- перед сдачей сортировать пластик по видам. На каждое изделие наносится специальная маркировка, по которой можно определить тип материала;
- очищать изделия от грязи, этикеток.
Раздельный сбор мусора уже давно ведется в странах Европейского Союза. О необходимости такого подхода высказываются активисты и экологи России, требуя закрепить это на законодательном уровне, создать универсальные механизмы управления и внедрения.
Зачем разделять мусор?
У большинства людей возникает вопрос: зачем разделять мусор? Раздельный сбор позволяет из общего количества отходов выделить те, что может пригодиться для повторного использования. Кроме того, такая система позволит отделить потенциально-опасные материалы, утилизация которых должна производиться определенным образом, при строгом соблюдении норм и правил.
Разделение мусора по контейнерам, отдельным категориям материалов позволяет решать некоторые задачи:
- снижать процент использования природных ресурсов в технологии производства;
- вторичное сырье может полностью заменить некоторые чистые виды материалов;
- сокращать объёмы мусора, размещённого на свалках и полигонах под открытым небом;
- улучшать экологическую ситуацию, способствовать восстановлению животного, растительного миров [4].
Плюсы селективного сбора отходов
Селективный сбор отходов призван упростить технологические процессы вторичной переработки. Такая система положительно сказывается на разных областях жизни.
Использование вторсырья позволяет снизить себестоимость производства. При этом сохраняются природные ресурсы.
Организация раздельного сбора отходов приводит к:
- организации новых предприятий;
- появлению новых рабочих мест;
- снижению площади мусорных полигонов;
- улучшению экологической обстановки.
Минусы и проблемы
Хотя в планах и проектах всё выглядит хорошо, на деле возникают проблемы:
1). Необходимо расширение парка оборотных баков для разных типов мусора, что требует финансирования.
2). Тоже относится к парку автотехники. Для транспортировки стекла нужны специальные машины. Для уплотнения пластиковых бутылок в кузове мусоровоза необходим пресс, снабжённый прокалывателем.
3). Низкая информированность населения о типах мусора и, как следствие, невозможность правильно сортировать отходы.
При отсутствии разных баков все категории отходов складируются в один контейнер, который впоследствии разбирается вручную на мусоросборных заводах. На автоматизацию этих процессов необходимо дорогостоящее оборудование.
Чтобы решить все эти вопросы необходимо повышать грамотность населения, уровень самосознания граждан, инвестиционные программы с доступными процентными ставками по кредиты на длительный срок [10].
2.3 ПУТИ РЕШЕНИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ПРОБЛЕМЫ, СВЯЗАННОЙ С БЫТОВЫМИ ОТХОДАМИ
1). Установить в общественных местах города мусорные урны;
2). Установить мусорные контейнеры на улицах и своевременно вывозить из них мусор на полигон ТБО;
3). Применять штрафные санкции к недобросовестным хозяевам и предпринимателям, которые не берегут окружающую природную среду;
4). Находить новое применение некоторым бытовым отходам, то есть давать им «вторую жизнь»;
5). Нужно участвовать в акции «Бумаге – вторую жизнь!» (собирать и сдавать макулатуру);
6). Развешивать запрещающие знаки в местах, не предназначенных для свалки мусора;
7). Повышать экологическую культуру населения;
8). Создавать пункты приёма вторичного сырья (например, стеклотары);
9). Запретить сжигание мусора в населённых пунктах;
10). Продолжать проводить субботники по очистке территории;
11). Свести к минимуму использование одноразовых вещей: пластиковых пакетов, алюминиевых, стеклянных и пластиковых банок и бутылок, упаковок, контейнеров, а также посуды, зажигалок и тому подобного;
12). Использовать тканевые сумки вместо пластиковых пакетов;
13). Покупать те продукты, которые меньше упакованы;
14). Вместо одноразовых контейнеров оптимально использовать многоразовые;
15). Заменить контейнеры, предназначенные для хранения чистящих веществ, натуральными средствами;
16). Не покупать напитки в бутылках без необходимости;
17). Сократить использование бумаги;
18). Рассмотреть вариант перехода на более экологичные средства по уходу за домом [2].
2.4 РЕКОМЕНДАЦИИ (ПАМЯТКА) ОБ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ОТХОДОВ
1). Систематически проводи уборку территории около школы, дома;
2). Не бросай, куда попало мусор;
3). Не оставляй мусор в лесу, около водоёма, на месте отдыха;
4). Собирай и сдавай макулатуру (сохраняя при этом природные ресурсы);
5). Сдавай стеклотару, металлолом;
6). Экономно используй тетради, бумагу (например, оборотную сторону);
7). Аккуратно обращайся с учебниками, книгами;
8). Бережно относись к вещам, чтобы они дольше служили нам;
9). Отдай вещи, которые не носишь, нуждающимся (в благотворительные организации);
10). При приготовлении пищи старайся не превращать в отходы полезные продукты;
11). Использовать упаковку многократно;
12). Правильно выбрасывать мусор и опасные отходы (батарейки, краски, телевизоры, лампы освещения, компьютеры и прочую технику);
13). Сортировать мусор по четырём различным контейнерам: для биологических отходов, стеклотары, бумаги и пластика. Также необходимо проводить разъяснительную политику среди населения о полезности и необходимости сортировки отходов в быту, чтобы было выработано новое сознание у общества, которое предвидело бы каждый шаг и указывало на его экологические последствия;
14). Объедки и срезанные растения не выбрасывать, а использовать их для создания компоста – питательной основы для подкормки вашего огорода или сада;
15). Дай использованной вещи ʺвторую жизньʺ [1].
Если каждый из нас будет выполнять эти правила, мы думаем, что окружающий нас мир станет чуточку чище. Нужно нам всем вместе следить за тем, чтобы в нашем лицее, в нашем городе всегда был порядок: чистые классы и коридоры, улицы и переулки. Также нам всем вместе необходимо участвовать в субботниках.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В ходе своего исследования мы столкнулись с тем, что экологические вопросы волнуют всех граждан. От решения каждого человека (жителя) зависит состояние его здоровья.
Санкт-Петербург и Ленинградская область в настоящий момент плохо справляются с проблемой мусора. В первую очередь это происходит из-за того, что люди не осознают всех масштабов проблемы. Особенно тяжело бороться с выброшенным мусором в лесах, в оврагах, на лугах, на берегах рек и озёр, так как помимо забот, характерных для утилизации мусора вообще, возникает проблема сбора этого мусора. Мусоровоз не приедет в лес или на луг, чтобы убрать за каждым человеком пустую пластиковую бутылку, упаковку от шоколадки и тому подобных отходов. Прежде всего каждый человек должен сам соблюдать чистоту, а потом только уже ждать этого от других. К сожалению, власти Санкт-Петербурга и Ленинградской области не проводят активную пропаганду по вопросам отходов, не поддерживают мусороперерабатывающие заводы, не издают специальные законы по раздельному сбору мусора в каждом дворе. Граждане, в чьих дворах не установлены специальные контейнеры по раздельному сбору отходов, не пойдут в соседний квартал для того, чтобы выбросить свой, пусть и отсортированный, мусор.
В Санкт-Петербурге и в Ленинградской области, как и во всей России, забыта перерабатывающая промышленность, не организована система сбора вторичных ресурсов и не оборудованы в населённых пунктах места для их сбора (например, металлов), не везде налажена система вывоза образующихся отходов, проводится слабый контроль со стороны властей над их образованием. Это влечёт за собой ухудшение состояния окружающей среды, негативное воздействие на здоровье человека. Очевидно, что ни одна технология сама по себе проблемы твёрдо-бытовых отходов не решит. И мусороперерабатывающие заводы, и полигоны, являются источниками выбросов полиароматических углеводородов, диоксинов и других опасных веществ. Эффективность технологий можно рассматривать лишь в общей цепочке жизненного цикла: предметы потребления-отходы [7], [9].
К наиболее эффективным способам утилизации твёрдо-бытовых отходов можно отнести:
а). Компостирование – утилизацию отходов путём их разложения естественным способом;
б). Сжигание. Однако следует помнить, что не все отходы выгодно сжигать.
Выдвинутая нами гипотеза о загрязнении твёрдо-бытовыми отходами территории Санкт-Петербурга и Ленинградской области с существующими путями решения экологической нестабильности подтвердилась.
Цели и задачи проекта реализованы полностью.
В результате работы над проектом мы сделали вывод:
1) Твёрдо-бытовые отходы являются проблемой Санкт-Петербурга и Ленинградской области;
2) Раздельный сбор мусора должен быть программой государства;
3) Нужно проводить разъяснительную работу с гражданами по раздельному сбору мусора (экологический менеджмент), начиная с детского сада;
4) Твёрдо-бытовые отходы иногда могут обретать вторую жизнь (как вторсырьё или же использоваться в эстетических целях).
У нас ещё всё впереди. Мы тоже можем подключиться к борьбе с мусором: научимся быть экономными. Часто мы, ученики, не дописываем в тетрадях, оставляя чистые листочки. Не выбрасывать же их! Можно сделать игрушки-сувениры или предметы интерьера из бутылок, банок, старых видеокассет, труб. На улицах, в подъездах, около контейнеров, на берегах реки Невы, на опушках леса и других общественных местах прикрепить знаки, запрещающие мусорить, участвовать в субботниках.
Для себя мы решили, что в наших силах сортировать мусор и выбрасывать его в специальные контейнеры, и мы будем это делать для того, чтобы показать окружающим своё отношение к чистоте и здоровью на собственном примере.
Самая главная причина загрязнения нашей планеты – это отсутствие экологической культуры населения.
