Концепции обращения с твердыми бытовыми отходами

1.Анализ экологической обстановки в городе  Волгодонске.

1. Оценка загрязнения атмосферного воздуха. 

       Оценить уровень загрязнения атмосферного воздуха города, значит сравнить его с диапазоном изменения для других городов или с критериями качества атмосферного воздуха. По действующему экологическому законодательству в Российской Федерации степень загрязнения определяется путем сравнения средних и максимальных значений концентрации со стандартами качества атмосферного воздуха – предельно допустимой концентрацией (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест.

       Предельно допустимая концентрация загрязняющего вещества в атмосферном воздухе - это максимальная концентрация, отнесенная к определенному времени осреднения, которая при регламентированной повторяемости(вероятности) ее появления, не оказывает в течение всей жизни человека и его потомства прямого или косвенного негативного воздействия, не ухудшает его работоспособность, самочувствие.

       Для атмосферного воздуха территорий устанавливают:

ПДК_с.с.- предельно допустимая среднесуточная концентрация загрязняющего вещества в воздухе населенных мест, мг/м³,эта концентрация не должна  оказывать на человека прямого или косвенного вредного воздействия при неограниченно продолжительном воздействии;

ПДК_м.р- предельно допустимая максимально-разовая концентрация загрязняющего вещества в воздухе населенных мест, мг/м³; при вдыхании в течение 20-30 мин. она не должна вызывать рефлекторных реакций в организме человека.

Все вредные примеси в  зависимости от влияния на здоровье разделены на 4 класса опасности:

• чрезвычайно опасные;
• опасные;
• умеренно опасные;
• относительно безвредные.

При оценке  действия веществ  на атмосферу используется понятие уровня загрязнения (кратности превышения ПДК).Кратность превышения ПДК – это отношение фактической концентрации химического вещества в атмосферном воздухе  C_i, мг/м³ к величине, соответствующей ПДК_м.р ,мг/м³:

X _I =C_i/ПДК_м.р.       (1)

Для сравнительной оценки  загрязнения отдельных районов  города (города в целом), установления их пригодности по уровню загрязнения, тенденцией загрязнения, выявления  веществ, которые вносят наибольший вклад в загрязнение атмосферы, ответственных за это загрязнение  отраслей промышленности или предприятий  используется комплексный индекс загрязнения атмосферы.

В основу расчета комплексного индекса загрязнения входят следующие  положения:

1. Опасность воздействия на здоровье человека определенных вредных веществ, содержащихся в атмосферном воздухе, по мере увеличения ПДК возрастает различие зависимости от класса опасности вещества. В соответствии с этим степень загрязненности атмосферы одним веществом выражается в общем виде единичным (парциальным) индексом загрязнения:

У_i =C_i/ПДК_c.c      (2)

Где  N_i-константа, зависящая от класса опасности вредного вещества (таблица 1)

Таблица 1

2. Степень загрязнения  атмосферы несколькими веществами выражается через  комплексный индекс загрязнения:

ИЗА₅ =∑У_i           max;

где У_i- загрязняющие вещества атмосферу. При расчете ИЗА₅ мы можем определить уровень загрязнения воздуха (таблица 2)

         Таблица 2

1.2  Оценка качества  воды.

Качество воды- совокупность показателей ее состава и свойств, определяющих пригодность для конкретных видов водопользования.

Оценка качества производится по следующим параметрам:

• содержание взвешенных веществ,
• содержание плавающих примесей,
• температура,
• окраска,
• запахи и привкусы,
• величина рН,
• БПК,
• ХПК,
• содержание растворенного кислорода,
• содержание химических веществ,
• содержание микроорганизмов.

Чаще всего оценки качества воды основаны на сопоставлении фактических  значений с нормативными и относятся к единичным показателям.

Однако единичные показатели не дают представлений о суммарном  загрязнении водных объектов и не позволяют однозначно относить степень  качества к той или иной категории. В этом случае используют комплексные  показатели (числовые характеристики качества воды по ряду основных показателей  и видам водопользования).

К наиболее часто используемым комплексным показателям оценки качества водных объектов относят:

• гидрохимический индекс загрязнения воды (ИЗВ);
• комбинаторный индекс загрязненности.

ИЗВ, как правило, рассчитывается по шести – семи показателям, часть  из них (концентрация растворенного  кислорода, водородный показатель рН, биологическое потребление кислорода  БПК₅) является обязательной.

ИЗВ = 1/N ∑ C_i\/ПДК_i ,     (3)

где C_i – фактическая концентрация компонента, мг/л; ПДК_i – нормативное значение концентрации компонента, мг/л; N – число показателей, используемых для расчета индекса.

 В зависимости от  величины ИЗВ участки водных  объектов подразделяют на классы (табл. 3), сравнивают ИЗВ для водных  объектов одной геохимической  провинции и сходного типа, а  также одного и того же водотока (по течению, во времени и  т.д.).

Таблица 3

При комплексной оценке загрязненности вод и донные отложения. Для определения  уровня их загрязненности используют показатели превышения концентрации элементов  относительно фона (С_фi)  или коэффициенты концентрации К_с:

К_с = С_i/С_фi .       (4)

В связи с тем что  загрязнение вод и донных отложений  происходит несколькими элементами, для них рассчитывается суммарный  показатель загрязнения, отражающий эффект воздействия группы токсичных элементов:

Z_C = ∑ K_C – (N – 1),      (5)

где N – число учитываемых элементов.

Далее по показателю  Z_C и превышению нормативов химического состава воды в расчетном пункте по отношению к фону производится отнесение воды и донных отложений к одному из уровней (табл. 4). 

Таблица 4  Ориентировочная шкала оценки загрязненности водных систем

1.2. Оценка степени загрязненности почв химическими веществами.

Почва – естественно-историческое органоминеральное природное тело, возникающее в результате длительного воздействия биотических, абиотических и антропогенных факторов, и имеющее специфические генетико-морфологические свойства и признаки, создающие условия для роста и развития растений.

Почвенный слой состоит из минеральных, органических и органоминеральных  соединений, воды, воздуха.

Плодородие почв поддерживается за счет:

1. физических свойств (влажность, пористость, водонепроницаемость, плотность, температура);
2. физико-химических свойств (рН, солоноватость, насыщенность основаниями солей, состав катионов и др.);
3. агрохимических и химических свойств (% гумуса (органическое вещество почвы), азота, фосфора и др.);
4. взаимодействие с растительностью;
5. санитарных условий.

      Охрана почв – система мер, направленных на предотвращение снижения их плодородия, снижения загрязнения и истощения. Эта система мер предусматривает внесение удобрений, агромероприятия (севообороты, вспашка и т.д.), недопущение загрязнения тяжелыми металлами и токсичными веществами, ограничение применения захоронения токсичных отходов и загрязнения от выбросов, стоков; защиту почв от эрозии и засоления, опустынивания и др.

       Загрязнение почвы – насыщение поверхностных слоев земли физическими, химическими и биологическими ингредиентами, которые отрицательно влияют на окружающую среду и плодородие почв.  

       Основными источниками загрязнения почвы являются:

• промышленность;
• транспорт;
• сельское хозяйство (применение удобрений, ядохимикатов, гербицидов и отходов животноводства);
• мелиорация;
• шум, вибрация, энергетические излучения;
• свалки промышленных бытовых отходов.

За счет промышленного  и сельскохозяйственного загрязнений  в почвы поступают тяжелые  металлы, нефтепродукты, фенолы, диоксины, бензапирен, СПАВ, углеводороды, радиоактивные вещества, пестициды, нитраты, азот аммонийный, фосфор, патогенные вещества и др.

Загрязняющие вещества по воздействию на почвы подразделяются на две гуппы:

       1. Почвохимически активные загрязнители – вещества, воздействующие на окислительно-восстановительные реакции, реакции подкисления и подщелачивания почв (физиологически кислые  соли, минеральные кислоты, основания, некоторые газы).

       2. Биологически активные загрязнители -  вещества органического и органоминерального характера (пестициды, токсичные элементы (Cd, Pb, Hg, Cr, Ni, As, Cu, Zn и др.),  их соединения, радиоактивные вещества, избыток которых действует негативно на живые организмы).

В зависимости от способности  к загрязнению микроэлементы  подразделяют на 4 группы:

1. обладающие очень высоким потенциалом загрязнения (кадмий Cd, ртуть Hg, свинец Pb, медь Cu, хром Cr);
2. обладающие высоким потенциалом загрязнения (висмут Bi, молибден Mo, железо Fe, селен Se, теллур Te, титан Ti, барий Ba, уран U);
3. со средним потенциалом загрязнения (бериллий Be, никель Ni, кобальт Co, мышьяк As, литий Li, бор B, вольфрам W, алюминий Al, ванадий V);
4. со слабым потенциалом загрязнения (стронций Sr, цирконий Zr, лантан La, ниобий Nb).

       Химическое загрязнение почв и грунтов оценивается по суммарному показателю химического загрязнения (Z_c), являющемуся индикатором неблагоприятного воздействия на здоровье населения.

       Суммарный показатель химического загрязнения (Z_c) характеризует степень химического загрязнения почв и грунтов обследуемых территорий вредными веществами различных классов опасности и определяется как сумма коэффициентов концентрации отдельных компонентов загрязнения по формуле:

Z_C = ∑(К_Сi) – (n – 1),    (6)

где n – число определяемых компонентов, К_Сi – коэффициент концентрации i-го загрязняющего компонента, равный кратности превышения фактического содержания С_i, мг/кг данного компонента над фоновым значением С_ф, мг/кг:

К_Сi = C_i/С_ф .       (7)

Для определения фоновых  уровней загрязнения почв должны быть отобраны фоновые пробы почв вне сферы локального антропогенного воздействия. Отбор фоновых проб производится Отбор фоновых проб производится на достаточном удалении от поселений (с наветренной стороны), не менее чем 500 м от автодорог, на землях (лугах, пустошах), где не осуществлялось применение пестицидов и гербицидов. При отсутствии фактических данных по регионально-фоновому содержанию контролируемых химических элементов в почве допускается использование справочных материалов или ориентировочных значений. Фоновые концентрации некоторых веществ в почве приведены в табл. 5.

Если фактические данные опробования не превышают фоновых  величин, дальнейшие исследования и  мероприятия можно не проводить (территория признается благоприятной  для строительства).

Таблица 5

Фоновые содержания некоторых  веществ в почвах, мг/кг

В зависимости от значения показателя Z_c определяют категорию загрязненности почв по табл. 6.

Таблица 6

2.Город Волгодонск  исходные данные для расчетов.

2.1 Исходные данные для расчетов

       Основной вклад в выбросы от стационарных источников вносят предприятия Волгодонской ТЭЦ-2 – филиала ОАО «Ростовской генерации «ОАО  ЮГК ТГК-8», ОАО «Волгодонской комбинат древесных плит», филиал Компании «Энергомаш (ЮК) Лимитед», ЗАО «ВСДРСУ»,    МУП Волгодонской химзавод», ООО «Спецавтотранс», Волгодонская АЭС.

По сравнению с предыдущим годом выбросы от стационарных источников уменьшилось на 1.465 тонны. Выбросы  от автотранспорта составили 83,9 %  от общего объема выбросов.

• Концентрации взвешенных веществ. Средняя за год концентрация этой примеси в целом по городу не превысила норматив качества, а максимальная разовая концентрации и составила 1,8 ПДК.
• Концентрации диоксида серы. Средняя за год в целом по городу и максимальная разовая концентрации не достигли ПДК.
• Концентрации оксида углерода. Средняя за год концентрация оксида углерода  в  целом  по городу ниже ПДК, максимальная из разовых достигла 1 ПДК.
• Концентрации диоксида/оксида азота. Средние за год концентрации диоксида азота  и оксида азота в целом по городу и максимальные разовые не превысили ПДК.
• Концентрации  специфических примесей. Превышений ПДК в разовых пробах сероводорода  не отмечено.

Средняя за год  концентрация формальдегида в целом по городу составила 5,0 ПДК.  Максимальная из разовых концентрация формальдегида составила 0,9 ПДК.

Среднегодовая концентрация бензопирена составила 1,5 ПДК, максимальная концентрация  3,5 ПДК отмечена  в январе на станции  4.

        Характеристики  уровня загрязнения воздуха за 2010 год,  г. Волгодонск   

 Таблица 1.

Исходные данные для расчета  ИЗА₅ представлены в таблице 2.

        Среднегодовые концентрации загрязняющих веществ в атмосферном воздухе.

Таблица 2

2.2 Расчеты

Оценка загрязнения атмосферы  воздуха города

ИЗА₅=

Вывод: т.к. ИЗА₅=……, то уровень загрязнения …

Оценка состояния загрязнения  почвы населенных мест

Z_c=

Вывод: т.к. Z_c=…., то категория загрязнения….

3. Характеристика твердых бытовых отходов (ТБО)

       В городах и других населенных 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 расчетную 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 объема (л,м3)

       На нормы накопления и состав ТБО влияют такие факторы

- степень благоустройства  жилищного фонда (наличие мусоропроводов, газа, водопровода, канализации,  системы отопления),

- этажность, вид топлива  при местном отоплении,

- развитие общественного  питания, культура торговли, степень  благосостояния населения и т  д.,

- климатические условия  (различная продолжительность отопительного  периода - от 150 дней в южной  зоне до 300 дней в северной),

- специфика питания и  др.

      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 O,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 решетку с расстоянием между стержнями 20-30см. ТБО могут налипать на металлическую стенку с углом наклона к горизонту до 65 - 70°.