Сбор и утилизация промышленных отходов на примере Владимирского региона

Введение

Проблема накопления и утилизации отходов всегда была острой для человеческой цивилизации. Однако в последнее время данная масштабы данной проблемы неуклонно возрастают, в результате чего она приобрела глобальный характер.
Обострение проблемы отходов обусловлено целым рядом причин. В первую очередь, можно выделить неуклонный рост населения земного шара, что сопровождается ростом масштабов переработки природных ресурсов для удовлетворения потребностей человечества. Однако любой технологический процесс неизбежно сопровождается образованием отходов. При этом следует отметить, что сам производственный продукт и/или его упаковка спустя некоторое время также выходят из употребления и переходят в разряд отходов.
Значительный вклад в проблему отходов вносят я успехи фундаментальной и прикладной химии, создающие предпосылки для бурного развития химической промышленности. Сегодня производится огромное количество синтетических материалов, которые имеют очень длительный период разложения в природной среде. Однако именно такие материалы в силу их дешевизны и соответствующих потребительских свойств чаще всего используются для производства тары и упаковки.
В глобальном же масштабе проблему отходов связывают с господствующей в обществе идеологией потребления материальных благ. Связанный с этим заметный рост потребления товаров, а, следовательно, и их производства, начавшись в западных странах с середины ХХ века, в настоящее время достиг катастрофических масштабов. В результате количество и размеры свалок и полигонов отходов вокруг населенных пунктов постоянно увеличивается, а доля мусора, поступающего на вторичную переработку, продолжает оставаться незначительной. Это требует скорейшей разработки и внедрения новых подходов и систем переработки мусора, поскольку скопления мусора не только нарушают равновесие в окружающей среде, но и представляют угрозу здоровью человека.
Проблема промышленных отходов, как уже отмечалось, носит глобальный характер и в той или иной степени затрагивает все территории земного шара. Особую остроту она приобретает не только в районах сосредоточения крупных производственных мощностей, но и в районах, привлекательных для туристов, так как создание классических мусорных полигонов может стать серьезной проблемой для развития туризма, а, следовательно, для развития региона в целом.
В связи с этим целью настоящей работы является краткая характеристика проблемы сбора и утилизации промышленных отходов на территории Владимирского региона, где сосредоточено большое число исторических памятников, а также особо охраняемых природных территорий.
Общая характеристика проблемы отходов

Проблема отходов обусловлена тем, что зачастую процесс их разложения в природной среде занимает десятки, а то и сотни лет, при этом продукты разложения многих производственных отходов (а нередко и сами отходы) представляют опасность для окружающей среды и здоровья человека.
Проблема отходов не является для человечества новой, однако в настоящее время она приобрела качественно новый комплексный характер и складывается из следующих компонентов:
- непрерывное возрастание количества образующихся отходов, как в абсолютных величинах, так и на душу населения;
- резкое усложнение состава отходов, увеличение содержания в них экологически опасных компонентов;
- формирование резко отрицательного отношения населения к традиционным методам накопления мусора на свалках;
- усложнение управления отходами и возрастание цены их утилизации;
- необходимость привлечения частных предприятий и крупных инвесторов в сферу управления отходами.
Действительно, традиционным путем решения проблемы отходов в течение многих десятилетий было его складирование, в результате чего твердые отходы в настоящее время занимают огромные площади. Так, в Великобритании, которая лидирует среди других стран Евросоюза по количеству мусора, выбрасываемого на свалки, каждый год складируется порядка 320 млн тонн мусора, а общая площадь свалок составляет около 110 квадратных миль [2]. Особую проблему, особенно в России, представляют несанкционированные свалки, которые представляют особую опасность для окружающей среды, так как не имеют никаких защитных сооружений и зачастую никак не контролируются.
Полигоны твердых бытовых и промышленных отходов обладают широким спектром действия на природную среду. Чрезвычайно разнородные по составу отходы при контакте с геологической средой претерпевают сложные химические и биохимические изменения. В результате выделяются многочисленные химические соединения в жидком, твердом и газообразном состоянии.
Фильтрационные воды полигона содержат большое число органических и неорганических компонентов, в том числе токсичных, а также микроорганизмы, включая патогенные. В целом фильтрат представляет собой минерализованный раствор с общим солесодержанием до 14-17 г/дм3. Содержание ряда веществ в его составе существенно превышает требования СанПиН. В частности, содержание сульфатов достигает 6,7 ПДК, общего железа – 1700 ПДК, хлора – 12 ПДК, нитратов – 1,3 ПДК, аммония – 230,5 ПДК

. Следовательно, в случае проникновения жидкой фазы полигона в подземные воды может произойти их существенное загрязнение [4].
Одним из основных загрязнителей почв и грунтов от полигонов являются тяжелые металлы. В почвах тяжелые металлы содержатся в водорастворимой, ионообменной и непрочно адсорбированной формах. Водорастворимые формы, как правило, представлены хлоридами, нитратами, сульфатами и органическими комплексными соединениями тяжелых металлов. Содержание в почвах вблизи полигона меди, цинка, никеля, свинца, кадмия может в 2-10 раз превышать ПДК для этих элементов в почвах. Таким образом, в радиусе до 250 м от полигонов ТКО, как правило, образуется ореол загрязнения почв [4].
Кроме того обустройство и содержание полигона для мусора в соответствии с современными экологическими требованиями требует значительных средств. Рекультивация одного гектара мусорного полигона также очень дорога и обходится сегодня в среднем в 6 млн. рублей. Велики транспортные расходы на перевозку отходов, поскольку свалки, как правило, располагаются далеко за городом [6].
Во Владимирской области ситуация со складированием отходов также является весьма острой. В регионе ежегодно образуется почти 800000 тонн твердых коммунальных отходов (350 килограммов на человека), из них только 23% перерабатываются. Остальной объём вывозят на 10 внесённых в федеральный реестр объектов захоронения мусора. Крупнейшими «производителями отходов» во Владимирской области являются региональная столица, Ковров, город Гусь-Хрустальный, Муром и Александровский район (около 58 % всех отходов) [8]. Ежегодно только во Владимире образуется около 600000 м3 отходов. При этом срок эксплуатации действующего полигона в городе Владимире истек еще в 1995 году. На территории Владимирской области более сотни постоянно эксплуатируемых свалок не имеют защитных сооружений [3]. Для региона опорными являются Марьинский полигон в Камешковском районе, а также Петушинский, Муромский, Александровский и Киржачский объекты. Их суммарная площадь составляет 86,5 га [8].
Таким образом, удаление твердых бытовых отходов на свалки (полигоны) имеет глубокие исторические корни, но сегодня оно рассматривается как вынужденное, сиюминутное решение проблемы, которое принципиально противоречит экологическим и ресурсным требованиям. В настоящее время для всех регионов, включая Владимирскую область, актуальна проблема промышленной переработки отходов.


Утилизация как основной путь решения проблемы отходов

Как следует из предыдущих разделов, накопление отходов представляет серьезную опасность для состояния окружающей среды и здоровья человека, что делает актуальным использование современных методов их утилизации.
Одним из наиболее популярных методов утилизации твердых бытовых отходов в России, как и во всем мире, является мусоросжигание.
Можно выделить следующие преимущества мусоросжигания:
- уменьшение объема отходов в 10 раз;
- снижение риска загрязнения почвы и воды отходами;
- возможность использования образующегося тепла.
Однако сжигание требует предварительной обработки отходов и их дополнительного измельчения. Оно оказывает негативное воздействие на окружающую среду, так как мелкодисперсная пыль, оксиды серы и азота, фураны и диоксины, которые образуются в процессе сжигания, загрязняют атмосферу. Зола от мусоросжигания в силу своих физических и химических свойств не может быть захоронена на обычных свалках, соответственно, встает проблема ее захоронения. Социально-экономической проблемой является также высокая себестоимость сжигания отходов [7].
Другой способ переработки отходов – это компостирование, в основе которого лежат биохимические процессы разложения органической части отходов микроорганизмами. В мировой практике компостирование развивалось как альтернатива сжиганию отходов. К сожалению, получаемый таким образом компост сильно загрязнен тяжелыми металлами, поэтому его нельзя использовать на полях. Соответственно, встает проблема депонирования уже не отходов, а данного компоста.
Сравнительно новым методом переработки отходов является брикетирование, которое используют гомогенных материалов, например, тряпья или бумажного сырья. Однако этот метод плохо подходит для коммунальных отходов, так как они не гомогенны.
Таким образом, как классические, так и относительно новые методы утилизации отходов нельзя считать идеальными. Поэтому в большинстве развитых стран в настоящее время значительное внимание уделяется сортировке и повторной переработке бытовых отходов [7].
Другими словами, главный эффект в решении проблемы отходов возможен только при условии их вовлечения в систему вторичного материального использования. В настоящее время в основных экономически развитых странах вторично используется не менее 50% твердых отходов потребления, тогда как в России этот показатель находится на уровне 1 % [9].
Так, значительную долю в общем объеме твердых отходов занимают металлические отходы. Их первичная обработка заключается в сортировке, разделке и механической обработке