Уменьшение загрязнения окружающей
СРЕДЫ ТВЁРДЫМИ ОТХОДАМИ
Всё то, что человек добывает, производит, выращивает, потребляет, в конце концов, превращается в отходы. Часть из них удаляется вместе со сточными водами, другая часть в виде газов, паров и пыли попадает в атмосферу, но большая часть выбрасывается в виде твёрдых отходов. Каж-дый житель планеты «производит» ежедневно до 1,5 килограммов мусора.
Гора твёрдых бытовых отходов (ТБО) растёт с каждым днём – за год у нас в стране их собирается примерно 60 млн. тонн. Объём бытового мусора в США составляет 140 млн. т в год, для уборки мусора ежедневно требуется 63 тыс. мусоровозов [5]. Объём бытовых отходов в расчёте на одного человека увеличивается примерно на 1…4 %, а на массе на 0,2…0,4 % в год [17]. В состав ТБО (мусора) входят зола, шлак, бумага, пластмасса, пищевые отходы, металл, стекло и пр. Ещё более разнообразны составляющие промышленных отходов: древесина, бумага, текстиль, кожа, резина, гипс, соли, шлаки, зола, формовочная земля, металл, отходы животного происхождения, строительный мусор.
Как утверждают специалисты, с начала двадцатого века в России накопилось 80 миллиардов тонн только твёрдых отходов и ежегодно к ним добавляется ещё по 7 миллиардов тонн [22].
3.1 Классификация твёрдых отходов. Транспортировка твёрдых отходов
Итак, из краткого вступления к главе 3, ясно, что отходы, прежде всего, делятся на бытовые и промышленные. Нужно отметить, что в настоящее время отсутствует общая научная классификация твёрдых промышленных отходов, охватывающая всё их разнообразие по тем или иным признакам. Существующие классификации твёрдых отходов весьма многообразны и в большинстве своём односторонни. Так, твёрдые отходы классифицируют по отраслям промышленности, по конкретным произ-водствам, по тоннажности, степени использования, способности к возгоранию, коррозионному воздействию на оборудование и т.п. С точки зрения воздействия на окружающую среду, на наш взгляд, наибольший интерес представляет классификация отходов по токсичности, при-ведённая в «Методических рекомендациях по определению класса токсичности промышленных отходов».
Поскольку твёрдые отходы размещают на почве (свалки, полигоны и т.п.) или захоранивают в почву, важное значение имеют нормативы предельно допустимых количеств (концентраций) токсичных веществ в почве (ПДКп). ПДКп – предельно допустимые количества химического ве-щества в пахотном слое почвы, мг/кг. Это количество не должно вызывать прямого или отрицательного косвенного влияния на соприкасающуюся с почвой среду и здоровье человека, а также на самоочищающую способность почвы. Выделяют четыре класса токсичности отходов: I – чрезвычайно опасные, II – высокоопасные, III – умеренно опасные и IV – малоопасные.
Основой для отнесения отходов к определённому классу токсич-ности является индекс токсичности Кi, определяемый по выражению:
,
где ПДКi – предельно допустимая концентрация химического вещества, содержащегося в почве, мг/кг; S – безразмерный коэффициент, характери-зующий растворимость веществ в воде; CВ – содержимое данного компо-нента в общей массе отходов, т/т (в долях единицы £ 1,0); i – порядковый номер данного компонента.
Рассчитав Кi для отдельных компонентов отхода, выбирают от 1 до n ведущих компонентов, имеющих минимальное значение Кi. Суммарный индекс токсичности (опасности) КS определяют по формуле:
,
где n £ 3. После чего устанавливают класс токсичности с помощью таблицы 3.1.
Вывоз промышленных отходов производится самими предприятиями в специальные места захоронения или на общие свалки, куда вывозятся твёрдые бытовые отходы из городов.
Таблица 3.1 - Зависимость степени опасности промышленных отходов
от суммарного индекса токсичности
| КS | Класс токсичности (опасности) | Степень опасности |
| < 2 2,0 ... 16 16, 1 ... 30 > 30 | I II III IV | Чрезвычайно опасные Высокоопасные Умеренно опасные Малоопасные |
Основные способы сбора бытовых отходов:
1) по мусоропроводам отходы собираются в мусороприёмные камеры и далее перегружаются в мусоровозы;
2) отходы собираются в специальные контейнеры, затем перегружаются в мусоровозы;
3) отходы собираются непосредственно в мусоровозы, которые приезжают в установленное время. Перечисленные методы несовершенны и негигиеничны, так как мусороприёмные камеры и контейнеры являются источником неприятных запахов и рассадником насекомых и грызунов;
4) применение пневматического транспорта для удаления мусора из мусоропроводов по горизонтальным подземным каналам до станции, обслуживающей несколько зданий или целый микрорайон. На этих станциях после прессования мусор перегружается в мусоровозы;
5) сплав в канализацию дробленых отходов из квартир, гостиниц, ресторанов и других объектов. С этой целью у раковин устанавливаются механические дробилки, из которых измельчённый мусор вместе со сточной водой удаляется в канализацию, где он обезвреживается в очистных сооружениях;
6) системы удаления отходов, в которых его пневматическая транспортировка сочетается с дроблением и сплавом в канализацию.
Примеры промышленных и бытовых отходов, относящихся к различным классам опасности, приведены в таблице 3.2.
Таблица 3.2 – Классы опасности некоторых отходов
| Вид отходов | Класс опасности |
| 1 Лампы люминисцентные и накаливания 2 Щелочь 3 Аккумуляторы отработанные 4 Трупы животных, птиц 5 Масла отработанные 6 Клеи, мастики, смолы 7 Ветошь промасленная 8 Пищевые, кормовые, мякина, зерновая пыль 9 Древесные 10 Бумага, картон 11 Лом черных и цветных металлов 12 Автошины, резина 13 Твердые бытовые 14 Строительные |
3.2 Полигоны для твёрдых отходов
В подавляющем большинстве случаев твёрдые отходы удаляются вывозным путём в основном на неконтролируемые свалки – специально отведённые в пригородах отгороженные участки. Отходы на них разлагаются, часто загораются, в результате загрязняется воздушная среда, часто токсичными веществами. Кроме того, вредные вещества могут вымываться дождевыми, талыми, поверхностными и грунтовыми водами и загрязнять водоёмы и подземные воды.
В качестве альтернативы используются полигоны для твёрдых отходов. Для такого полигона выбирают место, по возможности, в глинистом грунте, в котором можно складировать отходы в течение 20…25 и более лет. Основание выбранной площади делают в виде огромного корыта глубиной примерно 1,5 м. При невозможности выбрать место в глинистом грунте водоупорное основание создаётся искусственно, причём на уплотнённый слой глины толщиной 0,5 м иногда наносится слой щебня, что облегчает отвод фильтрата и метана. Фильтрат, остающийся в пределах полигона, не загрязняет водоёмы и подземные воды. В случае большого количества осадков фильтрат откачивают со дна корыта насосами и разбрызгивают по поверхности укладываемых отходов. Одна часть фильтрата испаряется, другая проникает внутрь, где вызывает медленный биотермический процесс с повышением температуры до 30°С. До дна, таким образом, доходит не более 5 % жидкости.
В течение суток вывозят отходы на одну площадку полигона и уплотняют бульдозерами послойно до 2-х метровой высоты. На сле-дующие сутки отходы вывозят на другую площадку, а предыдущую укрывают изолирующим слоем грунта толщиной 0,25 м. Изоляция грунтом и его последующее уплотнение препятствует загрязнению воздушной среды и распространению грызунов и насекомых.
Для сокращения площади полигон загружают многослойно (рисунок 3.1). Конструктивные схемы допускают высоту 60 м. После заполнения полигона поверхность его покрывают растительным грунтом. Полигон окружается скважинами, с помощью которых ведётся мониторинг загрязнения грунтовых вод.
Рисунок 3.1 – Схематичный разрез полигона для твердых отходов
1 – лесозащитные полосы (зеленая зона); 2 – промежуточный изолирующий слой; 3 – отходы; 4 – укрывающий наружный слой растительного грунта; 5 – естественное или искусственное водоупорное основание (глина)
Полигоны могут иметь различные соотношения длины и ширины. Площадь их зависит от численности жителей города и высоты складирования.
Для размещения полигонов твёрдых отходов можно использовать овраги и другие неудобные земли. После полной загрузки полигона и закрытия его растительным грунтом поверхность последнего можно использовать для устройства парков, садов, игровых площадок и т.п.
В закрытых от соприкосновения с воздухом бытовых и пищевых промышленных отходах, находящихся в насыпях полигона, возникает анаэробный процесс, при котором выделяется биогаз (смесь метана и углекислого газа), который можно использовать как топливо.
Рассмотренные полигоны твёрдых отходов предназначены в основном для бытовых отходов. Однако исследованиями установлено, что часть промышленных отходов может быть принята на полигоны твёрдых бытовых отходов – это инертные, биологически окисляемые, легко разлагающиеся органические вещества, слаботоксичные, малорастворимые в воде (всего более 10 тысяч видов). Промышленные отходы используют-ся, как правило, для устройства слоёв промежуточной изоляции.