Твёрдые бытовые отходы - это товары и предметы потребления (включая их фрагменты), которые утратили свои первоначальные свойства и были выброшены их владельцем. Наряду с твёрдыми промышленными отходами, они представляют большую угрозу для окружающей среды и подлежат переработке.
Бытовой мусор не только ухудшает экологическую ситуацию, но и является источником дополнительных затрат, связанных с его сбором и утилизацией. По мере роста городов эти затраты увеличиваются. Для решения проблем с ТБО в мире разработаны различные технологии их переработки. Наиболее экологически безопасным и продвинутым в технологическом плане решением является разделение твёрдых бытовых отходов и последующее их использование в качестве вторичного сырья.
Проблема твёрдых бытовых отходов
Накопление твёрдых бытовых отходов - опасная проблема. Загрязнение территорий различными видами мусора распространено практически повсеместно. Огромное его количество разбросано по земной поверхности в виде фрагментов или скоплений (свалок). Попадают отходы и в воды Мирового океана.
Значительная доля ТБО – это продукты нефте- и газохимии. Они представляют собой стойкие полимерные соединения с большим периодом полураспада. Наиболее экологически вредным из них является поливинилхлорид (ПВХ), что связано с высоким содержанием хлора в его составе. Строительный мусор, по сравнению с полимерами, представляет существенно меньшую угрозу для окружающей среды.
Экологические риски, связанные с ТБО
Воздействие твёрдых бытовых отходов на биосферу разнообразно, масштабно и практически во всех случаях негативно. Варианты воздействия ТБО на окружающую среду следующие:
- Засорение земной поверхности бытовым мусором. Целлофановые пакеты и другие виды бытового мусора являются препятствием для роста растений, способствуя снижению биологической продуктивности, скорости формирования почвы. Находящийся в водоёмах, океанах и морях бытовой мусор может сказаться на процессах испарения с поверхности воды.
- Загрязнение окружающей среды продуктами распада ТБО. Это самая серьёзная из экологических проблем, связанных с бытовыми отходами. При распаде полимеров выделяются ядовитые соединения, которые отравляют почву и грунтовые воды. Не менее вредны и продукты их сжигания. Многие свалки постоянно дымят, загрязняя воздух, особенно в густонаселённых областях. Наиболее опасным и специфичным для ТБО продуктом горения является диоксин, который выделяется при сжигании изделий из ПВХ. Он считается самым токсичным из известных науке химических соединений. К счастью, объёмы выброса диоксина при сжигании не настолько велики, что бы вызвать отравление, однако, его вклад в общее загрязнение довольно значительный.
Помимо продуктов распада и сжигания полимеров различная бытовая химия, тяжёлые металлы, асбест из шифера, углеводороды и многие другие вещества тоже вносят вклад в общее загрязнение. Последствия могут быть ужасными:
- Гибель животных и рыб. Как показали исследования, птицы и рыбы могут заглатывать небольшие пластиковые предметы, что иногда приводит к их гибели в результате накопления этого мусора в пищеварительной системе. К группе риска относятся и животные, питающиеся на свалках, ведь высока вероятность отравления.
- Ухудшение гигиенической ситуации. Мусорные завалы нередко становятся местом размножения болезнетворных микроорганизмов, которые могут переноситься на другие территории обитающими там грызунами.
- Потеря эстетической привлекательности местности. Нахождение среди бытового мусора не каждому придётся по душе. Неприглядный внешний вид, запахи, риск подцепить инфекцию, загрязнение воды в родниках – всё это может существенно подпортить отдых на природе.
- Воздействие на климат. Пластиковые плёнки и стекло задерживают идущее от земли тепловое излучение, вызывая локальный парниковый эффект и повышение температуры земной поверхности. Крупные скопления мусора являются довольно мощным источником метана, который, поступая в атмосферу, усиливает парниковый эффект.
- Изъятие земель. Свалки являются причиной сокращения свободных площадей, которые можно было бы использовать для строительства, создания скверов или парков. Эта проблема довольно актуальна, особенно вблизи крупных и средних городов.
Классификация твёрдых бытовых отходов
Единой системы для разделения на классы твёрдых бытовых отходов не существует. Изначально ТБО представляют собой единую общую массу. Однако твёрдые бытовые отходы - это весьма различные по химическому составу и физическим свойствам компоненты. Наибольшее распространение среди ТБО имеют: металл, пластик, стекло, древесина, бумага и картон. Во многих странах классификация отходов лежит в основе раздельной утилизации и вторичной переработки. В России они по-прежнему выбрасываются одной массой и затем складируются на полигонах ТБО.
Утилизация бытовых отходов
Утилизация ТБО предполагает применение различных методов. Наиболее распространённые в настоящее время способы, позволяющие утилизировать твёрдые бытовые отходы - это:
- Переработка механическими способами.
- Захоронение твёрдых бытовых отходов на полигонах (свалках).
- Сжигание отходов.
- Комплексная переработка.
- Использование биотехнологий.
Вывоз на полигоны твёрдых бытовых отходов является традиционным и наиболее экологически вредным способом «избавления» от ТБО. В нашей стране он по-прежнему занимает лидирующие позиции.
В целях уменьшения объёма, который занимают отходы на свалках, их нередко поджигают, что приводит к распространению опасных веществ на значительные территории и ухудшению качества воздуха. Выделяемые при горении свалок продукты имеют сильно выраженный неприятный запах и являются вредными для здоровья. Размеры свалок в нашей стране постоянно увеличиваются.
Переработка отходов
На данный момент существует несколько методов утилизации. Основные способы, которые помогают переработать твёрдые бытовые отходы, - это:
- Механическая переработка – это совокупность технологических операций по измельчению, прессованию, брикетированию. Всё это приводит к уплотнению и уменьшению объёма мусора до 10 раз, что делает более удобными его транспортировку и хранение. Однако такие методы только упрощают проблему утилизации, но не решают её полностью.
- Комплексная переработка отходов предполагает создание мусоросортировочных и мусороперерабатывающих предприятий. На первом этапе отходы распределяют в зависимости от типа материала (стекло, пластик, металл и т. д.), а затем направляют на переработку в соответствующие цеха. Такой способ утилизации позволяет избавиться от большей части ТБО и получить вторичное сырьё.
- Биологические методы переработки позволяют удалить из отходов наиболее доступную для разложения микроорганизмов органическую часть, которая преобразуется в так называемый биогумус. Для этого используют культурный штамм красного калифорнийского червя.
Брикетирование
Брикетирование целесообразно проводить уже после извлечения более ценных компонентов. Оставшийся мусор механически уплотняется и расфасовывается. Образованные брикеты более удобны в хранении, транспортировке и утилизации.
Компостирование
Компостирование – это биологический способ переработки, при котором утилизация ТБО осуществляется путём создания так называемых компостных куч. В зависимости от уровня развития технологии срок образования компоста составляет от 2-10 недель до 1-3 лет.
Использование отходов в качестве вторичного сырья
Наиболее сохранившиеся предметы извлекают, приводят в хорошее состояние и используют повторно. Такая практика действует и в некоторых российских городах. Стекло, железо, алюминий и другие металлы переплавляются и могут быть использованы заново. Вторично применяться может и значительная часть бумажных отходов.
Переработка пластмассы из бытового мусора в России не ведётся, поскольку считается малорентабельной. Тем более что в нашей стране имеются большие месторождения нефти и газа, которые дают более качественное сырьё.
Сжигание твёрдых бытовых отходов
Сжигание ТБО позволяет избавиться от больших объёмов мусора, но имеет и серьёзные недостатки. При горении пластмассы в воздух попадают вредные вещества, наиболее токсичным из которых является диоксин.
По этой причине в развитых странах теперь постепенно отказываются от этого способа удаления отходов. Дополнительный источник загрязнения при централизованном сжигании ТБО – это выбросы сажи, золы и образование не полостью сгоревших фрагментов, которые могут составлять треть от исходного объёма бытовых отходов. Все они имеют более высокий класс опасности, чем первоначальные ТБО, а потому требуют более жёстких условий хранения и утилизации.
Чтобы сжигание мусора приносило как можно больше пользы, в западных странах делаются попытки использовать его в качестве источника для получения электроэнергии и тепла. Благодаря этому снижается потребность в ископаемых видах. Примером такой успешной кооперации является мусоросжигательный завод в Вене. Там применяют современные технологии, благодаря которым процесс сжигания становится более безопасным.
Сбор бытового мусора в РФ
В России удаление ТБО с территорий городов регулируется 13 статьёй закона об «отходах производства и потребления». Для сбора бытового мусора применяются стандартные металлические контейнеры (мусорный бак). Эта практика действует ещё с советских времён.
Обычно мусорный бак располагают в пространстве между жилыми строениями. В настоящее время делаются попытки организации раздельного сбора отходов, что предусмотрено в соответствии с 13 статьёй вышеуказанного закона. Разделение производится по следующим категориям: пластиковые упаковки, изделия текстиля, бумага, стекло, металл, органические растительные отходы. Однако на данный момент массового внедрения в бытовую практику такое разделение мусора не получило.
Вывоз твёрдых бытовых отходов
Для перевозки ТБО используют специальные машины – мусоровозы. Они различаются по следующим признакам:
- по применению: машины, используемые в жилых районах и транспорт, предназначенный для работы с крупными отходами (крупногабаритный мусор);
- по объёму кузова;
- по способу погрузки;
- по типу механического уплотнения мусора;
- по характеру выгрузки ТБО.
Целью транспортировки является вывоз твёрдых бытовых отходов на полигоны. В крупных городах вывоз мусора осложняется большим расстоянием, которое должна регулярно преодолевать машина.
Сбор и временное хранение отходов
В нашей стране сбор твёрдых бытовых отходов является наиболее затратным этапом их утилизации. Большие расстояния, которые должен проезжать мусоровоз в крупном городе, и огромное количество образующегося мусора вынуждает принимать меры по рациональному планированию системы сбора. По этой же причине приходится повышать тариф на вывоз мусора для юридических лиц. Большое количество дополнительных отходов связано с работой коммерческих торговых точек, а средств для вывоза такого мусора зачастую бывает недостаточно.
Одним из возможных решений является создание станций промежуточного хранения ТБО, откуда крупногабаритный мусор может транспортироваться к месту утилизации с использованием различного транспорта, включая железнодорожные составы.
Способы сортировки бытовых отходов
При сортировке отходов из общей массы выделяют определённые фракции, которые могут быть направлены на вторичную переработку. Для этого применяют следующие методы:
- Магнитная сепарация. Она основана на использовании мощных магнитов, которые притягивают сплавы на основе чёрных металлов. Коэффициент извлечения составляет около 90 % от общей массы металла в отходах.
- Электродинамическая сепарация. Её применяют для изъятия алюминия, бронзы, латуни. Коэффициент извлечения превышает 80 %.
- Аэродинамическая сепарация используется для удаления полимеров и бумаги из общей массы отходов. Этот метод заключается в создании мощного потока воздуха, в результате чего более лёгкие фракции отделяются от тяжёлых.
- Баллистическая сепарация основана на резком изменении скорости и направления движения площадки с отходами, что позволяет отделять упругие компоненты от более вязких. Этот метод можно использовать для извлечения стекла и некоторых других видов мусора.
Несмотря на постоянное совершенствование методов утилизации, количество отходов с каждым годом возрастает на 3%.
