Комплексна переробка твердих побутових відходів як шлях вирішення екологічних проблем Іллінецької територіальної громади

The article examines the approaches to solving the problems of efficient solid householdwaste management (SHW) in Ukraine and the world. The prevalence of solid householdwaste incineration in the leading countries of the world is determined. Insufficiently the developed system of sorting, processing and utilization of household waste in Ukraine is stated. The formation of a set of measures in the field of ensuring the processing and utilization of household waste was studied on the example of Illintsi territorial community. The analysis of the efficiency of the waste sorting complex on the territory of the solid waste landfill in the city of Illinka, Illintsi district, Vinnytsia region, was carried out by the enterprise KP «Dobrobut». The structure of solid waste that is sorted on the basis of this enterprise and the volume of sales of sorted raw materials are studied. The need for further processing of organic waste and incineration of unclaimed household waste has been identified. An advanced technology for the processing of organic waste using vermibiota: California worm, Dendrobena and Staratel has been proposed. The advanced vermicomposting technology will allow to obtain organic fertilizers and significantly reduce the time of composting, which will positively affect the economic efficiency of the enterprise. The scenario of development by KP «Dobrobut» focused on production of biohumus and biomass of vermiculture is developed. The main directions of the strategy of social and ecological development of Illinetsk territorial (K) are related to the processing of organic household waste into compost and vermiculture, which will provide agricultural producers with organic fertilizers at reasonable prices, partially provide food in the form of vermibiota fisheries and poultry processing crops, increase revenues to the local budget by UAH 2.65 million annually.

Key words: solid household waste, ecology, biohumus, organic waste, strategy, biomass, utilization, vermicomposting.

Постановка проблеми

Серед основних екологічних проблем в Україні важливе місце займає поводження з відходами, їх сортування та утилізація відходів, обсяг яких постійно зростає завдяки впливу росту міського населення. Нині в Україні відбувається зростання обсягів утворення відходів, зокрема хімічно небезпечних, а також значно поширюються площі несанкціонованих звалищ та інших чинників. Людина порушує один із основних екологічних законів - кругообіг речовин у природі, вводячи новітні, чужі природі речовини. Сьогодні в Україні для розв'язання цієї проблеми переважно використовують технології захоронення відходів на сміттєзвалищах. Основним недоліком використання такого способу утилізації є значний негативний вплив на екологічний стан довкілля.

Сучасні способи управління побутовими відходами в Україні мають свої особливості:

- орієнтовані на полігонне захоронення відходів, їхнє розміщення на сміттєзвалищах і/або стихійних сміттєзвалищах, більшість із яких не відповідають вимогам екологічної безпеки;

- мають низький технологічний рівень сміттєзвалищ;

- обмежені підходами до прийняття комплексних управлінських рішень і фінансовими ресурсами через низькі тарифи на послуги із захоронення відходів;

- сміттєзвалища мають низький рівень впровадження інноваційних технологій [1].

В умовах децентралізації державного управління перед місцевими територіальними громадами стоїть питання максимально ефективного й екологобезпечного способу їхньої переробки й утилізації.

Аналіз останніх досліджень і публікацій

Теоретичні й прикладні аспекти вивчення переробки відходів висвітлені в працях Гончарук І.В. [2], Калетніка Г.М. [3; 10], Кириленка І.Г. [4], Токарчук Д.М. [4; 5; 6], Березюка С.В. [6] й інших. Практичним дослідженням у сфері переробки органічних побутових відходів присвячені праці Журавля С.В., Кудляка О.І., Яремчук Н.В. [8] і Клименка Т.В. [9].

Проте, незважаючи на велику кількість публікацій, які присвячені питанням утилізації відходів, недостатньо досліджено особливості розвитку переробки твердих побутових відходів у межах окремих територіальних громад. Потребують подальших досліджень стратегічні напрями розвитку переробки цих відходів, особливо у сфері компостування, що зумовлює актуальність дослідження.

Формулювання цілей статті

Метою наукового дослідження є обґрунтування перспектив розвитку переробки твердих побутових відходів територіальними громадами на прикладі Іллінецької територіальної громади.

Виклад основного матеріалу дослідження

Проблему накопичення твердих побутових відходів сьогодні потрібно вирішувати через мінімізацію їхнього утворення, забезпечення максимального використання цих відходів, а проблему утилізації небезпечних відходів - за допомогою вдосконалення технологічних процесів і побудови високотехнологічних комплексів для їхньої переробки.

Попередні дослідження Гончарук І.В. свідчать, що, незважаючи на ряд прийнятих стратегій та програмних документів щодо охорони навколишнього природного середовища в Україні, сфера поводження з відходами не була в них належно відображена, хоча такі відходи шкодять здоров'ю людей та навколишньому середовищу [2, с. 30].

У той же час, будь-яка господарська діяльність, а особливо на густозаселених територіях, може спричинити виникнення й поширення екологічних і природно-антропогенних загроз і небезпек. Саме тому обов'язковим є дотримання низки принципів, а саме: запобігання, раціональності, відповідності нормам міжнародного екологічного законодавства тощо. Нині підприємства є потенційним джерелом забруднення території України й суміжних держав. Власних коштів і резервів для забезпечення заходів щодо превентизації недостатньо (про що свідчить недофінансування провідних державних цільових Програм запобігання ризикам і небезпекам виникнення надзвичайних ситуацій (далі - НС)). Організаційно-економічний потенціал міжнародних установ (наразі недоступний для України) зосереджений у структурних фондах ЄС, зокрема Фонді згуртування, котрий за допомогою відповідних механізмів надає інвестиції для подолання територіальних диспропорцій, зокрема й екологічних [3, с. 19].

На думку Кириленка І.Г., сьогодні в аграрних підприємствах утворюється значний обсяг відходів органічного походження, які можна перетворити у цінний вторинний продукт, зокрема, у біоенергетичну продукцію. Вибір оптимального напряму використання відходів залежить від багатьох факторів, серед яких - потреби підприємства у тій чи іншій продукції (добривах, енергетичних ресурсах тощо). Перспективними технологіями утилізації відходів зараз є енергетичні, серед яких: пряме спалювання відходів рослинництва з метою отримання енергії, виробництво паливних гранул і брикетів із рослинної органіки, анаеробна ферментація тощо [4, с. 79].

Токарчук Д.М. вважає, що результат реалізації стратегії ефективного поводження з відходами підприємств можна досягти за допомогою удосконалення технологічних процесів на підприємствах, впровадження нових видів продукції (біопалив), підвищення управління інноваційним потенціалом підприємств; втілення новітніх інформаційних систем управління, зокрема автоматизованих; втілення нових методів організації взаємозв'язків між інституціями, зокрема інтеграція в межах виробництва; запровадження нових інструментів управління персоналом; впровадження світових систем контролю якості й сертифікації [5; 6, с. 159].

Відходи, що не підлягають рециклінгу, в ЄС спрямовують на сміттєспалювальні заводи, які діють за принципом «відходи - в енергію». Наразі 28% твердих побутових відходів Євросоюзу утилізують у печах, виробляючи електроенергію та забезпечуючи теплопостачання. Особливо широко ці технології розповсюджені в країнах Скандинавії, де майже 60% сміття спалюють. Швеція, де відповідна індустрія набула найбільшого розвитку, змушена щорічно імпортувати до 1,5 млн тонн сміття, у зв'язку з браком сировини [7].

На жаль, в Україні недостатньо розвинута система сортування, переробки та утилізації ТПВ. Проте, є дієві громади, які в сучасних умовах показують приклад формування комплексу заходів у сфері забезпечення переробки й утилізації побутових відходів, наприклад, Іллінецька територіальна громада.

У 2016 році міська влада розпочала проєкт із реалізації заходів збирання та переробки ТПВ. Було розроблено й запроваджено план дій з організації роздільного збирання побутових відходів у місті, проводилася роз'яснювальна освітня робота серед населення в сфері формування екологічної відповідальності. У 2017 році, за підтримки обласного бюджету, розпочалася реалізація проєкту «Будівництво сміттєсортувального комплексу на території полігону твердих побутових відходів у місті Іллінці Іллінецького району Вінницької області». Кошторис проєкту складав 11,756 млн грн, із яких обласний бюджет виділив 10,5 млн грн. Паралельно з будівництвом комплексу 6 червня 2018 року між Іллінецькою, Оратівською та Дашівською ОТГ було підписано Меморандум про співпрацю у сфері поводження з відходами із забезпеченням створення умов для збирання та сортування відходів. У 2021 році на базі комплексу було введено в дію мініустановку зі спалювання відходів, яка забезпечує гарячим водой теплопостачанням підприємство й підсобне тепличне господарство. Потрібно зауважити, що у 2019 році м. Іллінці перемогло у Конкурсі «SMART МІСТО 2019» у номінації «Екологічно відповідальне місто» - за використання розумних технологій для захисту міської екосистеми. Протягом 2022-2023 рр. планується запустити переробку органічних відходів за допомогою каліфорнійського черв'яка на біогумус (рис. 1).

Соціальний та економічний ефект для Іллінецької громади сьогодні завдяки вже реалізованим заходам полягає у наступному:

- річний обсяг викидів полімерпластмасових відходів під захоронення зменшився на 876 т;

- після переробки пластикових відходів можна отримати 8000 м² тротуарної плитки на рік на суму 1,5 млн грн, за її собівартості 820 тис. грн;

- знижуються витрати на облаштування тротуарів завдяки власному виробництву тротуарної плитки й тривалому терміну її експлуатації в порівнянні з бетонною плиткою;

- покращується екологічна ситуація в межах ТГ;

- створено 30 додаткових робочих місць із високим розміром оплати праці (середньомісячна заробітна плата в КП «Добробут» - 9750 грн).

Загальні витрати на сортування ТПВ у 2020 році складали майже 1,8 млн грн, 76% з яких складала заробітна плата (табл. 1). Структура собівартості виробництва залишається стабільною, а ріст спричинений збільшенням обсягів сортування відходів. Собівартість сортування 1 м³ ТПВ становила 174,84 грн у 2020 році.

Таблиця 1

Структура собівартості сортування сміття в КП «Добробут»,%

Джерело: сформовано авторами на основі даних КП «Добробут»

Морфологія ТПВ, які проходили сортування на КП «Добробут», представлена, в основному, органічними відходами - 28% (листя, щепа дерев, органічні побутові відходи тощо), 18% - невитребувані органічні відходи, які не підлягають реалізації та можуть бути спалені для забезпечення теплопостачання підприємства та в перспективі для підігріву в зимовий період контактного зоопарку. Протягом 2020 року КП «Добробут» було відсортовано 20500 м³ ТПВ із яких 40% було реалізовано, 14% було передано на переробку та 46% відправлено на полігон (рис. 2).

Близько 14% ТПВ використовують як складову для виробництва тротуарної плитки. Собівартість 1 м² становить 40 грн, за вартості аналогів бетонної плитки понад 200 грн/м². На власній технологічній лінії підприємства здійснюється відповідне виробництво з додаванням до цементно-бетонної суміші 30% пластику. Така технологія дозволяє виробляти плитку, стійку до дії хімічних реагентів, яка використовується для благоустрою Іллінецької ТГ.

Основу реалізації на переробку відсортованих у КП «Добробут» ТПВ складає картон - 35% від загальної реалізації, поліетиленова плівка - 17%, скло - 17% і тетрапак - 15% (рис. 3).

Рис. 3 Структура реалізації відсортованого сміття КП «Добробут», 2020 рік, %

Джерело: сформовано авторами на основі даних КП «Добробут»

Дохід від реалізації відсортованих відходів КП «Добробут» у 2020 році становив 573,5 тис. грн за витрат на функціонування комплексу 2,7 млн грн, завдяки чому підприємство отримало збиток за цим видом діяльності на 2,2 млн грн, який компенсувався з місцевого бюджету. Позитивним є збільшення доходу від реалізації у 2020 році порівняно з 2019 роком на 357,5 тис. грн, що спричинено збільшенням обсягів переробки ТПВ й укладенням більш вигідних контрактів на реалізацію продукції (табл. 2).

Таблиця 2

Фінансові показники роботи сміттєсортувального комплексу КП «Добробут», тис. грн

Джерело: сформовано авторами на основі даних КП «Добробут»

Розвиток матеріально-технічної бази сміттєсортувального комплексу КП «Добробут» за рахунок закупівлі обладнання для спалювання ТПВ, а також витрати на утримання саду й контактного зоопарку спричинюють зростання витрат на такий структурний підрозділ підприємства. Проте, місцевою владою акцентується увага саме на екологічну складову діяльності відповідного комплексу. Створення іміджу екологічно чистого міста й своєрідної його візитівки (контактний зоопарк та сад), що відповідає основній меті цього проєкту - забезпеченню екологобезпечного розвитку громади.

Незважаючи на отриманий збиток, діяльність підприємства має позитивний вплив на екологічну ситуацію у громаді. Місцевою владою здійснюється сприяння роботі КП «Добробут» за допомогою залучення персоналу та основних засобів підприємства до благоустрою м. Іллінці (обслуговування доріг місцевого значення, прибирання територій тощо). З метою покращення фінансових результатів підприємства планується проводити переробку органічних відходів, які наявні на полігоні, на біогумус та біомасу. Сьогодні однією із найбільш прогресивних технологій для компостування є застосування вермибіоти. Найбільш розповсюдженими є такі види, як Дендробена, Старатель та Каліфорнійський черв'як.

Дендробена (Dendrobaenaveneta) - це європейський чи бельгійський нічний повзун, який є досить великим дощовим черв'яком, має високий ступінь виживання за низьких температур, володіє потенціалом для використання у вермикультивуванні. Повний цикл життя складає 100-150 днів. Період досягнення статевої зрілості триває до 65 днів. Продуктивність коконів у середньому становить 0,28 штуки/день, але й є недолік - їхня життєздатність дуже низька й становить 20%.

Каліфорнійський черв'як (Eiseniafoetida). Перше промислове розведення черв'яків відмічено у 1859 році в США. Каліфорнійський гібрид червоного черв'яка має темно-червоний колір. Із 1 тонни переробної органіки каліфорнійський черв'як дає до 600 кг біогумусу, а 400 кг перетворюють у біомасу його тіла. Таких черв'яків широко використовують як корм для курей та іншої птиці, риби, тварин.

Черв'як Старатель - популярний серед городників, які займаються веденням органічного землеробства. Якщо порівнювати Каліфорнійського черв'яка та Старателя, то останній відрізняється більшою витривалістю до нашого клімату. Черв'як Старатель всеїдний, швидко розмножується - кожен черв'як за 1 рік утворює до 1500 собі подібних. Краща життєдіяльність таких черв'яків спостерігається в пухкому середовищі, оскільки твердий ґрунт для них є непереборною перешкодою [8, с. 5-6].

За результатами досліджень Журавля В.С., доцільно запроваджувати технологію вермикомпостування в господарствах різних форм власності. Така технологія сприятиме підвищенню ефективності переробки органічної сировини різних видів, а також відходів органічного походження з використанням вермибіоти. Технологія вермикомпостування дозволить отримати цінне органічне добриво - біогумус із оптимальним агрохімічним складом, а одночасне використання вермибіоти дозволить скоротити терміни компостування майже в 2 рази [8, с. 6].

Також Журавлем В.С. були експериментально обраховані витрати на виробництво біогумусу за допомогою вермібіоти контейнерним способом. Собівартість виробництва 1 тонни біогумусу в такому випадку складатиме 2783 грн/т. Запропоновано автором методику було використано для проведення аналогічних розрахунків для КП «Добробут» (табл. 3).

Таблиця 3

Затрати на виробництво біогумусу за допомогою вермибіоти контейнерним способом, грн/т

Проте слід зауважити, що виробництво біогумусу на полігоні КП «Добробут» буде менш затратним порівняно з технологією, розробленою Журавлем В.С., адже органіку не потрібно закуповувати. Транспортування органічних відходів включено в собівартість сортування ТПВ як і їх навантаження, що суттєво зменшить собівартість 1 т біогумусу до 2280 грн.

Плановий обсяг органічних відходів для переробки взятий на рівні наявного на 2020 рік та складає 5740 м³ (3444 т). Відповідно до досліджень Журавля В.С. у процесі компостування 60% органічних відходів перетворюється в біогумус, а 40% - у біомасу вермибіоти, яку можна реалізувати. Вихід біогумусу планується на рівні 2066,4 т, а біомаси - 1377,6 т. Ринкова вартість біогумусу складає 3 тис. грн/т, а біомаси (черв'яків) - 15 тис. грн/т.

За реалізації всього виробленого біогумусу та 50% вирощеної вермибіоти (ще 50% планується залишати для прискорення компостування) виручка від реалізації планується на рівні 10,5 млн грн при собівартості виробництва 7,85 млн грн (табл. 4).

Таблиця 4

Планові показники економічної ефективності виробництва біогумусу й вермібіоти на КП «Добробут»

Джерело: власні дослідження

Реалізація такого сценарію дасть можливість:

- забезпечити сільськогосподарських виробників Іллінецької ТГ органічним добривом за помірними цінами;

- частково забезпечити кормом у вигляді вермибіоти рибне господарство й птахопереробні підприємства Вінницької області;

- збільшити врожайність сільськогосподарських культур завдяки удобренню біогумусом;

- підвищити рівень зайнятості населення через залучення додаткових працівників на КП «Добробут»;

- перетворити досліджуване підприємство з дотаційного на прибуткове;

- створити кормову базу для окремих видів тварин, утримуваних у контактному зоопарку (перепілки, гуси, дикі качки, дикі свині тощо);

- збільшити надходження до місцевого бюджету на 2,65 млн грн щорічно.

Реалізація цих заходів потребує закупівлі маточного поголів'я вермибіоти та укладання контрактів на реалізацію готової продукції сільськогосподарським підприємствам та птахофабрикам Вінницької області.

У перспективі доцільно розглядати можливості впровадження технологій переробки відходів на біогаз, орієнтовані на внутрішні потреби підприємства через імплементацію досвіду провідних країн світу, що дасть змогу отримати не тільки біодобрива, але й енергетичні ресурси.

На думку Калетніка Г.М., до позитивних сторін впровадження біогазових технологій можна віднести як економіко-екологічні, так і соціальні аспекти:

утилізацію відходів тваринництва й рослинництва, знезараження гною, виробництво екологічно чистих органічних добрив, енергозабезпечення сільських територій, зайнятість населення, розвиток тваринництва, економію коштів на газифікацію села [10, с. 17].

Імплементація розроблених заходів дасть можливість Іллінецькій громаді динамічно розвиватися, стати відкритою, сучасною, комфортною для життя, привабливою для інвесторів громадою із ефективним управлінням, що демонструє сталий розвиток і має власне неповторне обличчя.

Висновки

Основні напрями ефективного поводження з ТПВ для забезпечення соціально-екологічного розвитку Іллінецької ТГ мають бути пов'язані з:

- подальшим розвитком системи екологічної освіти населення громади у сфері сортування ТПВ;

- залученням нових постачальників побутових відходів від сусідніх територіальних громад для оптимізації і повного використання сміттєсортувальних потужностей;

- використанням відходів у вермикультивуванні, що сприятиме екологобезпечному розвитку Іллінецької ТГ і стане своєрідною візитною карткою підприємства;

- нарощуванням виробництва тротуарної плитки для зменшення витрат на благоустрій сільських територій;

- впровадженням технології компостування через застосування вермибіоти для виробництва біогумусу й біомаси на полігоні органічних побутових відходів із подальшою реалізацією біомаси місцевим підприємствам;

- укладанням довгострокових контрактів із потенційними споживачами вермибіоти;

- спрямуванням майбутніх доходів КП «Добробут» на соціальноекологічні проєкти в Іллінецькій ТГ.

Реалізація таких заходів дасть можливість Іллінецькій ТГ стати самодостатньою, екологічно чистою громадою соціального благополуччя і доброго врядування з розвиненою інфраструктурою, впорядкованим громадським простором і конкурентоздатною місцевою економікою.

Список використаної літератури

1. Про схвалення Національної стратегії управління відходами в Україні до 2030 року. URL: https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/820-2017-%D1%80#Text (дата звернення 20.12.2021).

2. Гончарук І.В., Вовк В.Ю. Понятійний апарат категорії сільськогосподарські відходи, їх класифікація та перспективи подальшого використання для виробництва біоенергії. Економіка, фінанси, менеджмент: актуальні питання науки і практики. 2020. № 3 (53). С. 23-38. DOI: 10.37128/2411-4413-2020-3-2.

3. Калетнік Г.М., Лутковська С.М. Структура фінансування та моніторингу заходів забезпечення екологічної безпеки. Агросвіт. 2020. № 9. С. 10-19. DOI: 10.32702/2306-6792.2020.9.10.

4. Кириленко І.Г., Токарчук Д.М. Ефективна організація використання відходів аграрних підприємств у формуванні енергетичної та екологічної безпеки. Економіка, фінанси, менеджмент: актуальні питання науки і практики. 2020. № 2 (52). С. 66-83. DOI: 10.37128/2411-4413-2020-2-9.

5. Токарчук Д.М., Паламаренко Я.В. Концептуальні положення стратегії поводження з відходами аграрних підприємств на макро - і мікрорівні. Ефективна економіка. 2021. № 11. URL: http://www.economy.nayka.com.ua/?op=1&z=9585. DOI: 10.32702/2307-21052021.11.111. (дата звернення: 16.01.2022).

6. Berezyuk S., Tokarchuk D., Pryshliak N. Economic and environmental benefits of using waste potential as avaluable secondary and energy resource. Journal of Environmental Management and Tourism. 2019. Vol. X, № 1 (33). Р. 149-160. DOI: https://doi.org/10.14505//jemt.10.1(33).15.

7. Як Євросоюз бореться зі сміттям. URL: https://ua.interfax.com.ua/ news/blog/778998.html (дата звернення 20.12.2021).

8. Журавель С.В., Поліщук В.О., Кудляк О.І., Кучма М.Л., Музичук О.В., Яремчук Н.В. Технологічні особливості застосування різних видів вермибіоти та їх вплив на процес компостування. Sciences of Europe. 2021. № 80-2 (80). С. 3-6. DOI: 10.24412/3162-2364-2021-80-2-3-6.

9. Журавель С.В., Кравчук М.М., Клименко Т.В., Поліщук В.О. Вирощування черв'яків промислового спрямування контейнерним способом в умовах Житомирського Полісся. Наукові горизонти. 2020. № 5 (90). С. 22-28. DOI: 10.33249/2663-2144-2020-90-5-22-28.

10. Калетнік Г.М., Здирко Н.Г., Фабіянська В.Ю. Біогаз в домогосподарствах - запорука енергонезалежності сільських територій України. Економіка, фінанси, менеджмент: актуальні питання науки і практики. 2018. № 8 (36). С. 7-22.

References