Загрязнение окружающей среды

В данном разделе используются следующие основные понятия: утилизация (от лат. utilis - полезный) отходов - извлечение из них и хозяйственное использование различных полезных компонентов; утилизация промышленных отходов - их использование а качестве вторичного сырья, топлива, удобрений и т. п.; реутилизация - повторная, иногда многократно-последовательная переработка образовавшихся ранее отходов; захоронение отходов - помещение их под землю в специально созданные выемки, брошенные угольные шахты, и др. с целью исключения возможности их дальнейшего использования и предотвращения попадания загрязняющих веществ в окружающую среду; детоксикация (обезвреживание) отходов - освобождение их от вредных (токсичных) компонентов на специализированных установках. В настоящее время и по масштабам накопления и по степени негативного воздействия на окружающую среду экологической проблемой века становятся опасные отходы. Поэтому их сбор, удаление, детоксикации, переработка и утилизация - одна из главнейших задач инженерной защиты окружающей природной среды.

Важнейшей проблемой является защита среды обитания и от обычных, т, е. нетоксичных отходов. На урбанизированных территориях размещение отходов уже сейчас выходит на первое место по своей значимости среди экологических проблем. Рассмотрим, как в настоящее время осуществляют защиту окружающей среды от твердых бытовых и промышленных, а также от радиоактивных и диоксинсодержащих отходов. В отечественной и мировой практике наибольшее распространение получили следующие методы переработки твердых бытовых отходов (ТБО) строительство полигонов для захоронения и частичной их переработки; сжигание отходов на мусоросжигательных заводах; компостирование (с получением ценного азотного удобрения или биотоплива); ферментация (получение биогаза из животноводческих стоков, и др.); предварительная сортировка, утилизация и реутилизация ценных компонентов; пиролиз (высокомолекулярный нагрев без доступа воздуха) ТБО при температуре 1700 °С. По оценке ряда специалистов, на нынешней стадии развития производства, которое в целом характеризуется преобладанием ресурсопотребляющих технологий и огромным накоплением отходов, наиболее приемлемым методом следует признать строительство полигонов для организованного и санкционированного хранения отходов и частичной их переработки (в основном методом прямого сжигания). Конструктивные схемы допускают высоту такого полигона до 60 м и послойное его загружение с помощью бульдозеров, для чего устраивают пологий внешний откос. При определенных условиях (инертность, слабая токсичность) совместно с твердыми бытовыми отходами могут складироваться и промышленные отходы.

Особое внимание обращают на гидроизоляцию полигонов, чтобы исключить попадание загрязняющих веществ в подземные воды. Срок полного обезвреживания отходов - 50-100 лет. Одним из перспективных методов переработки твердых бытовых пищевых отходов является их компостирование с аэробным окислением органического вещества. Полученный компост используют в сельском хозяйстве, а некомпостируемые бытовые отходы поступают в специальные печи, где термически разлагаются и превращаются в разные ценные продукты - например в смолу.

Другой, менее распространенный метод переработки твердых бытовых отходов (ТБО) - сжигание их на мусоросжигательных заводах. На сегодняшний день в России работает небольшое число таких заводов (Москва-2, Владивосток, Сочи, Пятигорск, Мурманск и др.). На этих заводах спекание отходов происходит при t = 800-850 °С.. Вторая стадия газовой очистки отсутствует, поэтому в золе отработанных отходов отмечается повышенная концентрация диоксинов (0,9 мкг/кг и более) (Национальный доклад..., 1991). С каждого кубометра сжигаемых отходов в атмосферу выбрасывается 3 кг ингредиентов (пыль, сажа, газы) и остается 23 кг золы. На ряде зарубежных мусоросжигательных заводов реализуется более экологичная двухстадийная очистка отходящих газов, в их составе регламентируется очистка более десяти вредных компонентов, включая дибензодиоксин и дибензофураны (на отечественных заводах - четыре компонента). Режим сжигания предусматривает разложение отходов, в том числе образующихся из пластмасс диоксинов при температуре 900- 1000 °С. До сжигания в обязательном порядке (в США, например, это регламентируется законом) производится предварительная сортировка твердых отходов, что на порядок снижает содержание вредных веществ в газах и шлаках. На заводах по пиролизу ТБО при температуре 1700 °С практически утилизируются все материальные и энергетические компоненты, что резко снижает загрязнение окружающей среды. Однако технологический процесс очень трудоемкий, по существу, завод по пиролизу - это доменная печь. К новейшим отечественным разработкам относится технология комплексной переработки ТБО, предложенная НИИ ресурсосбережения. Технология предусматривает предварительную механизированную сортировку ТБО (извлечение черных и цветных металлов, выделение части балластных компонентов - стеклобоя, бытовых электробатареек, выделение текстильных компонентов и др., для последующего их использования или ликвидации). Термообработка обогащенной и подсушенной фракции мусора осуществляется при температуре до 1000 °С, обогащенные шлаки перерабатываются и сжигаются в камни строительного назначения, предусматривается двухстадийная современная газоочистка. Мусороперерабатывающий завод нового типа, работающий по данной комбинированной технологии, дает всего 15 % отходов. И все же следует подчеркнуть, что и у нас в стране и за рубежом основная масса твердых бытовых отходов (ТБО) из-за нехватки полигонов вывозится в пригородные зоны и выбрасывается на свалки.

Экологическое состояние свалок явно неудовлетворительное: отходы на них разлагаются, часто загораются и отравляют воздух токсичными веществами, а дождевые и талые воды, просачиваясь через толщу горных пород, загрязняют грунтовые воды. Складирование и захоронение отходов производится в местах, определяемых решением органов местного самоуправления по согласованию (а потенциально опасных и особо токсичных отходов по разрешению) специально уполномоченных на то государственных органов в области охраны окружающей природной среды. Основным направлением ликвидации и переработки твердых промышленных отходов (ТПО) является захоронение их на полигонах, сжигание, в частности, методом пиролиза и складирование в поверхностных хранилищах (шламонакопители, хвостохранилища и др.). Токсичные твердые промышленные отходы обезвреживают на специальных полигонах и сооружениях. Для предотвращения загрязнения почв и подземных вод отходы подвергают отверждению цементом, жидким стеклом, битумом, обработке полимерными вяжущими и т. д. Полигоны запрещено размещать в сильно заболоченных местах, на территориях зеленых зон городов, в зонах санитарной охраны курортов, в зоне питания подземных источников питьевой воды, в зонах активного карста, оползней, селевых потоков, снежных лавин. В случае особо токсичных промышленных отходов их захоронение производят на специальных полигонах в котлованах глубиной до 12 м в специальной таре и рабочих железобетонных емкостях.

В стратегическом плане, по мнению многих ученых и специалистов, проблема отходов должна решаться на месте их образования путем внедрения ресурсовозобновляющих технологий (РВТ), обеспечивающих минимизацию промвыбросов и выхода отходов. Очень сложной и пока еще не решенной проблемой является обезвреживание и захоронение радиоактивных и диоксин-содержащих отходов. Общепризнано, что избавление человечества от этих отходов - одна из самых острых экологических проблем. Наиболее разработанными методами утилизации муниципальных радиоактивных, отходов, т. е. отходов, несвязанных с деятельностью АЭС и военно-промышленного комплекса, являются цементирование, остекловьвание, битуминирование, сжигание в керамических камерах и последующее перемещение продуктов переработки в специальные хранилища («могильники»), На специальных комбинатах и пунктах захоронения радио активные отходы сжигают до минимальных размеров в прессовочной камере. Полученные брикеты помещают в пластиковые бочки, заливают цементным раствором и отправляют в хранилища («могильники»), врытые в землю на 5-10 м. По другой технологии - их сжигают, превращают в пепел (золу), упаковывают в бочки, цементируют и отправляют в хранилища.

Для утилизации жидких радиоактивных отходов используют методы остекловывания, битуминирования и др. При остекловывании при температуре 1250-1600 °С образуются гранулированные стекла, которые также заковывают в цемент и в бочки, а затем отправляют в хранилища. Однако, по мнению многих специалистов, долговечность бочек-контейнеров сомнительна. Международное агентство по атомной энергии (МАГАТЭ) считает предпочтительным захоронение радиоактивных отходов в твердом и отвержденном виде, однако не исключает возможности захоронения и жидких отходов путем перевода их в геологические формации. Разработан метод захоронения особо опасных радиоактивных отходов в подземные емкости различных геологических формаций (массивы каменной соли, скальных грунтов и др.) на глубину не менее 600 м. Однако этот метод не является экологически безопасным и ученые ищут другие, более приемлемые и надежные способы.

6. Защита от шумового воздействия,электромагнитных полей и излучений, биологического воздействия