Отходы производства и потребления

Отходы производства и потребления — это остатки сырья, материалов или продуктов, которые образовались в процессе производства продукции или ее потребления, а также конеч­ная продукция, утратившая свои потребительские свойства.

Чтобы удовлетворить годовую потребность одного человека во всем необходимом нужно добыть от 20 до 40 т различного сырья. При этом в готовую продукцию переходит не более 2% сырья, все остальное превращается в отходы. Через некоторое время в отходы превращается и сам конечный продукт. Поэтому можно сказать, что в процессе производства и потребления человек не выпускает ничего, кроме отходов.

По физико-химическому составу отходы делятся на твердые, жидкие и газообразные. Примером последних могут быть газы, образующие при разложении мусора, или отходящие газы предприятий. Жидкие отходы — это растворенные в воде вещества, сбрасываемые в открытые водоемы, канализацию или поступающие на очистные сооружения. Однако основной объем составляют твердые отходы.

В России общий объем накопленных твердых отходов составляет 100 млрд. т с ежегодным приростом до 10 млрд. т. Более 90% от этого количества составляют отходы добычи и обогащения полезных ископаемых. Среди других видов следует выделить золошлаковые отходы (26 млн т/год), лом и отходы черных метал­лов (22 млн т/год), металлургические шлаки (20 млн т/год), дре­весные отходы (17млнт/год), макулатура(1 млнт/год), изношенные шины (0,75 млн т/год), пластмасса (0,6 млн т/год).

Часть отходов являются опасными. На долю первого, особо опасного, класса отходов приходится около 0,5%; второго класса опасности — 2,5%; третьего класса — 7%; четвертого класса — 90 %. Токсичные отходы должны перерабатываться до безопасного состояния, сжигаться или размещаться на со­ответствующих полигонах. Особую опасность для окружающей среды представляет практика вывоза токсичных отходов в места неорганизованного хранения. Между тем объем таких отходов, размещаемых на несанкционированных свалках, год от года возрастает.

Захоронение или складирование отходов — это самый простой и распространенный способ их утилизации. Однако такой способ расточителен, поскольку безвозвратно теряются содержащиеся в отходах ресурсы и засоряются большие территории. В последние годы, как альтернатива свалкам, стали применяться мусоросжигающие заводы. Приоритетными спо­собами утилизации отходов должны стать их сбор, сортировка и подготовка для их вторичного использования — рециклирования.

В России каждый год образуется более 130 млн м³ бытовых отходов, что в расчете на одного жителя составляет 340 кг, в Европе 440 кг/чел., в США 720 кг/чел. В их составе 30% бумага, 35 % пищевые остатки, остальное приходится на стекло, дерево, полимеры, металл. Все эти отходы хорошо поддаются рециклированию. Например, доля макулатуры в производстве бумаги в России составляет 27%, в Швеции—34%, в Японии— 51 %, в Венгрии — 61 %. Производство бумаги из макулатуры выгодно экономически (экономит электроэнергию до 50%), и экологически (сохраняет деревья и уменьшает загрязнение атмосферы и воды). Аналогичные данные можно привести по металлоотходам и стеклотаре.

Пищевые отходы, органические отходы сельскохозяйствен­ных предприятий и пищевой промышленности, сухой остаток коммунальных стоков можно подвергать компостированию для получения органического удобрения, что практикуется во многих странах. Сложнее обстоит дело с пластмассами и ути­лизацией автомобильных покрышек.

Многие отходы никогда не имели экономической оценки, представлялись бросовым и ненужным продуктом. Это озна­чает, что хозяйственный механизм не был ориентирован на природосберегающий тип экономики. Отсутствие стимулов диктует подобное расточительное поведение населения и про­изводителей. В итоге сложилась парадоксальная ситуация, когда имеющие ценность материалы дешевле выбросить, чем их сдать и переработать. Между тем цены на отходы могут быть установлены достаточно высокими — особенно в условиях рынка, когда их не надо ни с кем согласовывать и утверждать.

4.7.2. Радиоактивные отходы

Возможности ядерной энергетики огромны: по энергосодержа­нию 0,330 кг урана эквивалентны 1000 т угля или 530 т мазу­та. Для выработки 1 кВт- ч электроэнергии наТЭС сжигается около 400 г угля, а на атомной станции (АЭС) для этого затра­чивается всего 44 • Ю^-6 г урана-235.

Вопросы безопасности атомных реакторов считаются тех­нически разрешимыми. Однако атомная энергетика за 50 лет своего существования наработала миллиарды кюри радиоак­тивных отходов (РАО) и отработавшего ядерного топлива (ОЯТ). В каждой тонне ОЯТ содержится более 10 кг плутония-239. В мире накоплено не менее 350 тыс. т сборок ОЯТ. РАО облада­ет свойством причинять вред здоровью людей в течение мно­гих сотен и тысяч лет. Отсюда возникает этическая проблема отношений между поколениями: сегодняшним поколением, которое производит эти отходы, и будущими поколениями, которым мы оставим в наследство смертоносные РАО.

Опасения, связанные с безопасностью атомной энергетики, обусловлены также возможным распространением ядерного оружия, нерешенностью вопросов хранения и безопасной переработки ОЯТ, а также демонтажа оборудования атомных электростанций (АЭС)по окончании срока службы станции.

Ядерно-топливный цикл (ЯТЦ)содержит множество стадий обращения с ядерными материалами: добыча и переработка урановой руды с получением концентрата; обогащение урана разделением изотопов; изготовление тепловыделяющих элементов (ТВЭЛов); работа ТВЭЛов в активной зоне ядерных энергетических реакторов; длительное хранение использованных ТВЭЛов (сборок отходов ядерного топливаОЯТ) в заполненных водой резервуарах на территории АЭС; транспортировка ОЯТ на радиохимические предприятия; регенерация ОЯТ; отверждение высокоактивных отходов; длительное хранение или захоронение РАО высокой активности (10⁶…10^:3 Бк/л); захоронение радиоактивных ядерных отходов (РАО) низкой активности.

Замкнутый топливный цикл позволяет в какой-то части решить проблему нарастающих объемов ОЯТ, которая все более обостряется при использовании реакторов на тепловых нейтронах. Однако радиохимические заводы(РХЗ) из всех объектов атомной энергетики являются самыми вредными производствами. Основные радиоактивные следы на Земле (томский, уральский, енисейский) сформированы именно радиохимическими заводами.

Ядерные державы накопили в своих арсеналах десятки тонн высокообогащенного урана и оружейного плутония. Деятельность, связанная с наработкой и хранением плутония, содержит угрозу для окружающей среды. Радиоактивный след от взрыва емкости с РАО на Урале в 1957 г. накрыл часть Челябинской области и часть Свердловской области.

Пока не существует удовлетворительного решения, связанного с утилизацией оружейных расщепляющихся материалов, период полураспада которых существенно превышает время существования человеческой цивилизации. При создании ядерного оружия и развитии атомной энергетики никто не рассматривал вопрос о том, что же будут делать с накопленными РАО будущие поколения людей. В настоящее время в России и ряде других стран внедряется технология остекловывания высокоактивных РАО. Диоксид плутония помещается в высокостойкую радиоактивную матрицу, затрудняющую его повторное извлечение. После этого заполненные канистры из нержавеющей стали общим весом более двух тонн и содержащие от 17 до 80 кг плутония, предлагается поместить на вечное хранение в геологических формациях. При этом во избежание взрыва необходимо непрерывно осуществлять съем выделяющегося тепла мощностью около 300 Вт.

В настоящее время не очевидна предпочтительность закрытого или открытого ядерного топливного цикла. Проблема обращения с ОЯТ и надежного хранения получающихся после их переработки РАО до сих пор не решена мировой наукой даже в теоретическом плане. По этой причине США, Германия, Китай и другие страны не хотят заниматься экологически опасным бизнесом по переработке ОЯТ.

В России действует завод по регенерации топлива РТ-1 в Челябинске-65. Он перерабатывает ОЯТ российских реакторов и многих зарубежных. В Красноярске-26 ведется строительство завода РТ-2. Мокрое хранилище для отработавших тепловыделяющих сборок там функционирует с 1986 г. Его полный объем 6 тыс. т ОЯТ с суммарной активностью 6 млрд кюри. Радиоактивные отходы образуются на всех этапах переработки ОЯТ. По самым скромным оценкам при переработке тонны ОЯТ образуется 4,5 т жидких высокоактивных отходов, 150 т среднеактивных и более 2 тыс. т низкоактивных. Все отходы можно отверждать путем остекловывания, битумизации или цементации.

Практика работы подобных заводов в Англии и Франции показывает, что переработка ОЯТ порождает массу проблем. Этих проблем становится намного больше, чем при простом захоронении ОЯТ безо всякой переработки. Эти заводы задолжали своим правительствам огромные деньги. И это притом, что средств на переработку и захоронение низкоактивных отходов англичане и французы не тратят - они сливают эти отходы в океан.

В отличие от Англии и Франции, где РХЗ расположены на берегу моря, все российские РХЗ находятся в центре страны в верховьях крупнейших рек. Так Красноярский горно-химический комбинат сбросами низкоактивных РАО сформировал неблагоприятную радиационную обстановку на значительном протяжении р. Енисей.

С 60 гг. прошлого века в России осуществляется подземное захоронение жидких радиоактивных отходов. Этот способ позволяет локализовать миллионы кубических метров жидких РАО, содержащих продукты деления урана. Например, на правом берегу Енисея ниже по течению в 60 км от Красноярска расположен полигон «Северный» для захоронения жидких РАО. Жидкие радиоактивные промстоки перекачиваются по трубопроводу длиной 15 км и принудительно закачиваются в водоносные горизонты на глубину 130…220 м и 400…500 м. На сегодняшний день подземное хранилище (могильник) приняло миллионы кубометров жидких РАО общей активностью в сотни миллионов кюри.

Американские инженеры, как и российские, английские и французские, в совершенстве владеют технологией переработки ОЯТ. Однако, Конгресс США, понимая опасность подобного производства, даже не ставит этот вопрос в повестку дня. Поэтому Россия должна поступать так же осторожно и мудро, как поступают США и Германия - не спешить перерабатывать сборки ОЯТ с целью извлечения невыгоревшего урана-235 и образовавшегося плутония-239. Лучший на сегодня способ — это неопределенно долго эти сборки хранить.