Проблема твердых бытовых отходов. ТБО в Московском регионе

Федеральное агентство по образованию 

МОСКОВСКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ 
 

Кафедра Инженерной защиты окружающей среды 
 
 
 
 
 
 

Реферат на тему: 

«Проблема твердых бытовых отходов.

ТБО в  Московском регионе» 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                                                             Выполнила: ст.гр. ИЗОС-08

  Сапугольцева  А. 

                                                                              Проверила: Чмыхалова С.В. 
 
 
 
 
 
 

Москва 2012

Введение

   Жизнедеятельность человека связана с появлением огромного  количества разнообразных отходов. Резкий рост потребления в последние  десятилетия во всем мире привел к  существенному увеличению объемов  образования твердых бытовых  отходов (ТБО). В настоящее время  масса потока ТБО, поступающего ежегодно в биосферу достиг почти геологического масштаба и составляет около 400 млн. тонн в год.

   Твердые промышленные и бытовые отходы (ТП и БО) засоряют и захламляют окружающий нас природный ландшафт. Кроме  того они могут являться источником поступления вредных химических, биологических и биохимических  препаратов в окружающую природную  среду. Это создает определенную угрозу здоровью и жизни населения  поселка, города и области, и целым  районам, а также будущим поколениям. То есть, эти ТП и БО нарушают экологическое  равновесие. С другой стороны ТП и БО следует рассматривать как  техногенные образования, которые  нужно промышленно-значимо характеризовать  содержанием в них ряда ценных практически бесплатных компонентов, черных, цветных металлов и других материалов, пригодных для использования  в металлургии, стройиндустрии, машиностроении, в химической индустрии, энергетике, в сельском и лесном хозяйстве.

   Влияние потока ТБО остро сказывается  на глобальных геохимических циклах ряда биофильных элементов, в частности  органического углерода. Так, масса  этого элемента, поступающего в окружающую среду с отходами, составляет примерно 85 млн. тон в год, в то время  как общий естественный приток углерода в почвенный покров планеты составляет лишь 41,4 млн. тонн в год.

   Сделать производство безотходным невозможно так же, как невозможно сделать  безотходными и потребление. В связи  с изменением промышленного производства, изменения уровня жизни населения, увеличения услуг рынка значительно  изменился качественный и количественный состав отходов. Утилизация одних - решенная или решаемая задача, другие еще  ждут своего часа. Запасы некоторых  малоликвидных отходов, даже при  современном спаде производства в России, продолжают накапливаться, ухудшая экологическую ситуацию городов, районов. Введение в 1994 году Временных  правил по охране окружающей среды  от отходов производства и потребления  в Российской Федерации позволило  наработать в вопросах образования  и утилизации отходов некоторый  опыт.

   Решение проблемы переработки ТП и БО приобретает  за последние годы первостепенное значение. Кроме того, в связи с грядущим постепенным истощением природных  источников сырья (нефти, каменного  угля, руд для цветных и черных металлов) для всех отраслей народного  хозяйства приобретает особую значимость полное использование всех видов  промышленных и бытовых отходов. Многие развитые страны практически  полностью и успешно решают все  эти задачи. Особенно это касается Японии, США, Германии, Прибалтийских  стран и многих других. В условиях рыночной экономики перед исследователями  и промышленниками, перед муниципальными властями выдвигается необходимость  обеспечить максимально возможную  безвредность технологических процессов  и полное использование всех отходов  производства, то есть приблизиться к  созданию безотходных технологий. Сложность  решения всех этих проблем утилизации твердых промышленных и бытовых отходов (ТП и БО) объясняется отсутствием их четкой научно-обоснованной классификации, необходимостью применения сложного капиталоемкого оборудования и отсутствием экономической обоснованности каждого конкретного решения.

Современное состояние проблемы отходов в России.

    Сложившаяся   в   Российской   Федерации  ситуация  в  области образования,  использования, обезвреживания, хранения и захоронения отходов    ведет   к   опасному   загрязнению   окружающей   среды, нерациональному  использованию  природных  ресурсов,  значительному экономическому  ущербу  и  представляет  реальную  угрозу  здоровью современных и будущих  поколений страны.

    Практически для всех субъектов Российской Федерации  одна из основных задач в области  охраны окружающей среды – решение  проблем обезвреживания и переработки  бытовых и промышленных отходов.

    Ежегодно  в  Российской Федерации образуется около 7 млрд. тонн отходов,  из  которых  используется  лишь  2  млрд. тонн, или  28,6 процентов.  На  территории  страны в отвалах и хранилищах накоплено около 80 млрд. тонн только твердых отходов. Особую тревогу  вызывает накопление  в  отвалах  и свалках токсичных, в том  числе содержащих канцерогенные  вещества, отходов, общее количество которых достигло 1,6 млрд. тонн.

    Под   полигоны   (свалки)  твердых  бытовых  отходов  ежегодно отчуждается  около 10 тыс. га пригодных для использования  земель, не считая     площади     земель,     загрязняемых     многочисленными несанкционированными свалками.

    Неиспользуемые  отходы  -  это  миллиарды  тонн  выведенных из хозяйственного    оборота    безвозвратно   теряемых   материальных ресурсов,   многими   видами  которых  страна  практически  уже  не располагает.

    Переход к рыночной   экономике   не   вызвал   роста   переработки   отходов. Обострилась  необходимость  сочетания  гибкости рыночной экономики, способной   на  быструю  сырьевую  переориентацию,  с  дальновидной государственной  поддержкой,  стимулирующей  использование отходов и уменьшение их негативного воздействия на окружающую среду.

   Твердые бытовые  отходы (ТБО)

     При рассмотрении всего комплекса проблем, связанных со сбором, транспортом, обезвреживанием  и утилизацией 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. Для решения вопроса о возможности  и целесообразности использования  наиболее распространенного в республиках  СНГ метода биотермического обезвреживания и переработки ТБО необходима информация о содержании органического  вещества, удобрительных элементов  и т. д. Существенная часть фракций  ТБО повсеместно представлена различными органическими материалами. Основными группами среди них являются пищевые остатки и бумага. Их соотношение меняется в зависимости от уровня развития страны и ее географического положения и культурных особенностей. Однако в целом доля органических фракций ТБО колеблется по миру не столь значительно, от 56% в развитых странах до 62% - в развивающихся. Если учесть фракции представленные древесными отходами, то эти величины возрастут соответственно до 61% и 69%. ТБО имеют низкую теплотворность. Удельная теплота сгорания их составляет 1480 ккал/кг, колеблясь по сезонам года от 1224 до 1612 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); отсев менее 15 мм. По единой методике, принятой Европейскими странами, при необходимости добавляется  компонент "садовые отходы".

Морфологический состав ТБО (% вес.)

• бумага, картон 33 - 40
• пищевые отходы 26 - 32
• дерево, листья 1.5 - 5
• металл черный 2.5 - 3.6
• металл цветной 0.4 - 0.6
• кости 0.9 - 0.5
• кожа, резина 0.8 - 1.3
• текстиль 4.6 - 6.5
• стекло 2.7 - 4.3
• камни, керамика 0.7 - 1.0
• полимерные материалы 4.6 - 6.0
• отсев менее 16 мм 8.8 - 11.2

   Средний состав отечественного мусора, как  показал анализ, имеет некоторое  отличие от состава мусора других стран. Так, в нем велико содержание строительного мусора (ок. 10%) и повышенная доля пищевых отходов. Встречается  на городской свалке и промышленный мусор. Состав мусора, разумеется, имеет  значительные сезонные и локальные  колебания, но в среднем он слагается  из следующих компонентов (содержание в % масс.):

• пищевые отходы – 18
• строительный мусор – 10
• бумага и картон – 40
• пластик, полимерная пленка – 7
• стекло – 10
• металлы – 10
• резина и кожа – 3
• прочее – 2

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.

          Основные методы переработки ТБО.

Сбор  и промежуточное  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. В  то же время дополнительное планирование необходимо для того, чтобы решить новые проблемы (например, отходы коммерческих киосков, на сбор которых часто не хватает ресурсов). Иногда средства для решения этих новых проблем  можно изыскать, вводя дифференцированную плату за сбор мусора.

    В густонаселенных 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 грузоподъемности 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 МСЗ (как это происходит, например, в Алма-Ате).

    Во  многих городах на базе полигонов  ТБО и специальных автохозяйств созданы унитарные муниципальные  предприятия по сбору и складированию  ТБО. В ряде случаев полигоны поставлены под прямой контроль природоохранных  организаций, а их деятельность частично финансируется из экофондов (Воронеж, Киров и т.д.). Самостоятельность  полигона, также как и транспорта, создавала условия для множества  злоупотреблений, при которых ТБО  оказывались в пригородных лесах, а талоны продавались на свалке всем желающим. Вместе с тем, четкого разграничения  полномочий между городскими организациями  в области ТБО пока не произошло. К таким организациям относятся  управление жилищно-коммунального  хозяйства, городской центр санэпиднадзора,  горкомприрода, лесники и водники. Теоретически они отвечают за жилые  и промышленные зоны, пригородные  леса, водоохранные и санитарно-защитные зоны. Практически же значительные городские территории не имеют четкого  статуса, реального хозяина и  на них в первую очередь образуются несанкционированные свалок

    В нескольких городах России (Арзамас, Владимир, Кирово-Чепецк, Красногорск, Пущино, Москва и др.) делаются попытки  наладить селективный сбор отходов. Альтернатива свалкам и МСЗ заключается  в постепенном создании системы  первичной сортировки мусора, начиная  со сбора особо опасных компонентов (ртутных ламп, батареек  и т.п.) и кончая отказом от эксплуатации мусоропроводов - главного источника  несортированного мусора.

Мусороперегрузочные станции (МПС) и вывоз  ТБО.

    В последние годы в мировой и  отечественной практике наблюдается  тенденция замены прямого вывоза ТБО двухэтапным с использованием мусороперегрузочных станций. Эта технология особенно активно внедряется в крупных городах в которых полигоны ТБО расположены на значительном расстоянии от города.

      Получает  дальнейшее развитие двухэтапный вывоз  ТБО с использованием транспортных мусоровозов большой вместимости  и съемных пресс - контейнеров.

Двухэтапная система включает в себя такие  технологические процессы:

• сбор ТБО в местах накопления;
• их вывоз собирающими мусоровозами на мусороперегрузочную станцию (МПС);
• перегрузка в большегрузные транспортные средства;
• перевозка ТБО к местам их захоронения или утилизации;
• выгрузка ТБО.

   На  ряде МПС используется система извлечения из ТБО утильных элементов. Использование  МПС позволяет:

• снизить расходы на транспортирование ТБО в места обезвреживания;
• уменьшить количество собирающих мусоровозов;
• сократить суммарные выбросы в атмосферу от мусоровозного транспорта;
• улучшить технологический процесс складирования ТБО.

   С точки зрения охраны окружающей среды  применение МПС уменьшает количество полигонов для складирования  ТБО, снижает интенсивность движения по транспортным магистралям и т. д. Преимущества, которые дает применение МПС, зависят от решения ряда технических  и организационных вопросов. В  их числе выбор типа МПС и применяемого на ней оборудования, включая большегрузный  мусоровозный транспорт, места расположения МПС, ее производительности и определения  количества таких станций для  города.

         Захоронение.

    Одним из основных способов удаления ТБО  во всем мире остается захоронение  в приповерхностной геологической  среде.

   Учитывая  высокую химическую и санитарно-эпидемиологическую опасность неорганизованного складирования  и хранения ТБО, перед выбором  площадки для такого складирования  необходимо тщательно рассмотреть  ряд вопросов:

• особенности местности,
• рельеф местности,
• особенности геологического строения земных слоев предполагаемого места складирования и хранения ТБО,
• преобладающую розу ветров,
• особенности окружающего природного ландшафта.

Только  тщательный анализ всех этих факторов биогеоценоза, приведенный компетентными  профессиональными специалистами  и только после тщательной экологической  экспертизы, выполненной независимыми экспертами-профессионалами можно  останавливаться на выборе определенного  участка для складирования, хранения и переработки ТБО.

      С традиционно применявшимися свалками обычно связано множество проблем  – они являются рассадниками грызунов и птиц, загрязняют водоемы, самовозгораются, ветер может сдувать с них  мусор и т.д. В 50-х годах впервые  начинают внедряться т. наз. «санитарные  полигоны», на которых отходы каждый день пересыпаются почвой.

      Свалка  или полигон по захоронению отходов  представляет собой сложнейшую систему, подробное исследование которой  началось только недавно. Дело в том, что большинство материалов, которые  захороняют на полигонах, появились, как  и сами современные полигоны, не более 20-30 лет назад. Никто не знает, за какое время они полностью  разложатся. Когда ученые приступили к раскопке старых полигонов, они  обнаружили удивительную вещь: за 15 лет 80% органического материала, попавшего  на полигон (овощи, хот-доги) не разложилось. Иногда удавалось прочитать откопанную на свалке газету 30-летней давности. Современные  полигоны оборудованы всеми типами систем, чтобы не допустить контакта отходов с окружающей средой. По иронии, именно вследствие этого, разложение отходов затруднено и они представляют из себя своеобразную «бомбу замедленного действия».

      Особое  внимание уделяется выводу полигона из эксплуатации и последующей рекультивации. Как правило, исходный проект полигона уже включает план мероприятий по рекультивации, длительному мониторингу  закрытого полигона и т.п. В США  законы многих штатов требуют от компании, управляющей полигоном, создания специального фонда рекультивации. Такой фонд формируется в течение всего  времени работы полигона за счет отчислений от получаемого дохода и должен обеспечить необходимые средства независимо от смены собственника полигона, банкротства  компании и т.п.

Современная ситуация с захоронением отходов в России.

      На  территории Российской Федерации к  началу 1998 г. в отвалах и шламохранилищах, на полигонах и несанкционированных  свалках накоплены десятки миллиардов тонн твердых отходов производства и потребления, среди которых  определенную долю составляют экологически опасные токсичные промышленные отходы.

      Неудовлетворительная  ситуация с использованием, обезвреживанием  и размещением промышленных и  бытовых отходов обусловлена  рядом объективных причин. Прежде всего, это крайне недостаточное  финансирование строительства установок  по обезвреживанию и использованию  отходов, объектов их размещения, а  также реконструкции либо рекультивации  существующих объектов размещения отходов, ликвидации несанкционированных мест их размещения.

      Для высокоурбанизированных территорий (Московская, Санкт-Петербургская, Нижегородская, Челябинская  агломерации и т.д.), независимо от наличия в них опасных с  экологической точки зрения производств, серьезную проблему для окружающей среды представляет размещение полигонов  складирования твердых бытовых  отходов (ТБО) и иловых площадок осадка сточных вод от городских очистных сооружений, поскольку для строительства  этих объектов используются пригородные  зоны с ценными рекреационными и  природоохранными ландшафтами.

      В хранилищах, накопителях, складах, могильниках, полигонах, на свалках и других объектах находится 1691 млн. т токсичных отходов  производства и потребления, из них 2,66 млн. т отходов I класса опасности, в том числе 4 тыс. т ртути, 4,8 тыс. т отходов гальванических производств, 11,4 тыс. т хлорорганики, 2,6 млн. т шестивалентного  хрома и др.

      В связи с недостаточным количеством  полигонов для складирования  и захоронения промышленных отходов  широко распространена практика размещения промышленных отходов в местах неорганизованного  складирования (несанкционированные  свалки), что представляет особую опасность  для окружающей среды. Объемы размещения токсичных отходов на несанкционированных  свалках постоянно растут.

Основные  требования к полигону ТБО:

• Полигон для  складирования и хранения ТБО  ни в коем случае не должен заливаться паводковыми водами, т.е. он должен располагаться  на определенной высоте по расположению к близлежащим водоемам. Это крайне необходимо из-за санитарно-эпидемиологических требований.
• Полигон должен быть окружен солидными лесными массивами и направление преобладающей розы ветров должно быть таким, чтобы воздух с поверхности полигона не мог попасть на близлежащие населенные пункты.
• Складирование и хранение ТБО должно производиться на подготовленное водонепроницаемое основание так, чтобы в процессе многолетней работы грунт был плотным (желательно толстый слой глины не менее 5 м.), не было бы вероятностей образования оползней, просачивания водных растворов с продуктами разложения.
• ТБО должны складироваться и распределяться по участку сравнительно тонким слоем и этот слой должен быть уплотнен так, чтобы не было разноса мелких и легких частиц.
• Недопустимо попадание грунтовых вод на основание полигона ДПО.
• Высота слоя закладки ТБО не должна превышать 2 м. Уплотненные ТБО должны покрываться промежуточным слоем, который бы препятствовал уносу ветром мелких и легких фракций ТБО, а также препятствовал бы выходу на свободную поверхность развивающихся насекомых и в первую очередь мух.
• ТБО должны складироваться, храниться и перемещаться на заранее спланированные участки (карты) по мере сепарации их и переработки.

Загрязнение атмосферы, почв и  водоемов.

      Вследствие  различных химических реакций, а  также микробиологической деятельности температура в различных местах тела свалки может колебаться от 50 до 100 градусов, вызывая самопроизвольное возгорание и поставляя в окружающую среду тысячекратные (!) ПДК полиароматических углеводородов (ПАУ) - химических канцерогенов, занимающих ведущее место в возникновении раковых заболеваний. При воздействии света на водные растворы ароматики (при испарении после осадков, а также при горении пластмасс и органики) в обилии образуются соединения класса диоксинов. Диоксин – это самый сильный из известных в природе яд, мутаген, канцероген, тератоген, крайне устойчивый во внешней среде. Там, где свежие отходы - зловоние разлагающейся органики, в местах заросших лебедой - резкий химический запах взаимодействия более "чистых" соединений.

      В солнечную погоду под действием  ультрафиолетовых лучей в воздухе  происходит фотохимическая реакция  с продуцированием самых разных экзотических веществ с неизученными свойствами. Периодическое нахождение человека в такой атмосфере может  вызвать у него в худшем случае новообразования, в лучшем – аллергические  заболевания кожи и слизистых  оболочек.

      Атмосферные осадки помогают миграции химических элементов, их встрече друг с другом, контакту, а также проникновению  в грунтовые воды. Опасно периодическое  поступление химических веществ  с поверхностным и подпочвенным стоком. При этом концентрация многих веществ может не достигать таких  значений, при которых одновременно погибает все живое, а малыми дозами накапливаться в донных отложениях и биоте. Купание в реке, ловля  рыбы (если ее потом поедать) будет  приводить к концентрации поллютантов  в организме человека. Многие химические соединения (тяжелые металлы, ПАУ, биофенилы  и т.п.) обладают кумулятивными свойствами, т.е. могут долгое время без видимого ущерба накапливаться в организме, с виду довольно беспричинный эффект, вплоть до летального исхода (либо перерождение тканей, генетические отклонения, снижение активности иммунной системы и т.д.). Токсичные газовые выделения  со свалки способны распространяться на большие расстояния главным образом  в направлении превалирующих  ветров, а также вступать в реакцию  с выбросами окружающих промышленных объектов, усугубляя и без того напряженную экологическую обстановку. Неприятным побочным эффектом свалки для близлежащих домов могут  быть нашествия крыс и тараканов, особенно устойчивых к химическим препаратам.

Сжигание.

    Мусоросжигание  – это наиболее сложный и «высокотехнологичный»  вариант обращения с отходами. Сжигание требует предварительной  обработки ТБО (с получением т.н. топлива, извлеченного из отходов). При  разделении из ТБО стараются удалить  крупные объекты, металлы (как магнитные  так и немагнитные) 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  комлексной 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.

    Для так называемых установок массового  сжигания (производительностью от 100 до 3000 тонн в сутки) капитальные затраты  в США колеблются от 80 до 100 тыс. долларов на единицу мощности (тонна сжигаемых  отходов в день). В эту цену не входит цена устройств подготовки отходов. 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.

    Еще в начале 90-х гг. на территории России работало до 7 мусоросжигательных заводов (МСЗ), расположенных во Владивостоке, Сочи, Пятигорске, Мурманске и Москве. Основным назначением сжигания является уменьшение объема ТБО перед вывозом  на полигон захоронения. Вывоз золы и шлака составлял до 30% от массы  сжигаемых отходов. В настоящее  время работают мусоросжигательные заводы в Москве и Мурманске. Основная часть заводов была оснащена импортным  оборудованием. Лишь завод во Владимире  был оборудован тремя котлоагрегатами  отечественного производства. Существенным недостатком технологического цикла  всех действовавших МСЗ было отсутствие очистки выбрасываемых в атмосферу  газов и золы, содержащих тяжелые  металлы и диоксины, неулавливаемые в электрофильтрах.  

   В мировой и отечественной практике используют три метода термического обезвреживания и утилизации ТБО:

• слоевое сжигание исходных - неподготовленных отходов в топках мусоросжигательных котлов;
• слоевое или камерное сжигание специально подготовленных (обогащенных) отходов(освобожденных от балластных составляющих и имеющих относительно стабильный фракционный состав) в топках энергетических котлов или в цементных печах;
• пиролиз отходов, прошедших предварительную подготовку или без нее.