Экологические проблемы отходов производства

Использование разнообразных сочетаний рециклизации, переработки, компостирования и снижения объёмов отходов приводит к наиболее эффективному функционированию системы и в конечном счете к уменьшению количества образующихся отходов [14].

Главное направление утилизации бытовых отходов в развитых европейских странах - это сжигание их с предварительной весьма тщательной сортировкой, при которой на разных ее ступенях из отходов изымается максимально возможное количество вторичных ресурсов (сырья). Оставшиеся же после сжигания отходы подлежат уже захоронению на длительные сроки на специально оборудованных (запроектированных и построенных по разработанным нормативам и методикам) полигонах. Данный подход представляется весьма перспективным и экономически весьма важным. Для уничтожения ТБО за рубежом строят мощные мусоросжигательные заводы (до 900 т/сут и более) в целях получения энергии.

Огромную проблему составляют отходы производства (промышленные) - остатки сырья, материалов, полуфабрикатов, образовавшиеся при производстве продукции или выполнении работ и утратившие полностью или частично исходные потребительские свойства. Они могут быть безвозвратными (технологические потери: улетучивание, угар, усушка) и возвратными. К ним следует причислить отходы производственного потребления - непригодные для дальнейшего использования по прямому назначению и "списанные" в установленном порядке машины, оборудование, инструменты, приборы и т. п. Они могут быть сельскохозяйственными, бытовыми и другими. К обоим этим видам отходов нужно отнести медикаментозные, химические, высокотоксичные и радиоактивные.

Сегодня в среднем на каждого жителя планеты в год добывается около 20 т сырья, по некоторым источникам даже до 40 т, которое с использованием примерно 800 т воды и 2,5 кВт энергии перерабатывается в продукты потребления и примерно 90 - 98 % идет в отходы. В бывшем СССР в 1988 г. в машиностроительной и металлообрабатывающей промышленности удельный вес металлоотходов в общем потреблении черных металлов составил 21%, а удельный вес стружки в образовании металлоотходов достиг 42%. Средняя доля ТБО лежит в пределах от 0,2 до 0,6 т в год, остальное составляют промышленные отходы. В Европе (без России) производство отходов всеми отраслями хозяйства составляет 10 - 11 т на душу населения в год. Промышленные и сельскохозяйственные отходы составляют около 70%, из них примерно 40 % - промышленные и 30% - сельскохозяйственные; кроме этого, отходы строительного производства достигают почти 25% [12].

По масштабам извлекаемого и перерабатываемого сырья (100 Гт/год) хозяйственная деятельность человека постепенно стремится к биологической "производительности" - 1000 Гт/год. При этом расточительное использование сырья и энергии в хозяйственной деятельности человека превышает всякие разумные пределы. И если в развитых странах сельскохозяйственные отходы утилизируются на 90%, корпуса автомашин - на 98%, отработанные масла - на 90%, то значительная часть промышленных и строительных отходов, отходов горнодобывающих и металлургических производств практически в полном объеме не утилизируется.

Человечество преуспело в создании орудий производства и технологий уничтожения себе подобных, но практически не занималось созданием промышленности по переработке отходов своей деятельности. В результате помимо ежегодного прирастания объема непереработанных промышленных отходов, в том числе токсичных, во всем мире существуют и старые захоронения (свалки), количество которых в промышленно развитых странах исчисляется десятками и сотнями тысяч, а величины объемов отходов (в первую очередь особо опасных) многими миллиардами тонн и кубометров. Для их переработки потребуются затраты в десятки и сотни миллиардов долларов в год на протяжении десятилетий.

Идеальная хозяйственная деятельность человека должна строться по принципу природных экосистем, которые оптимально расходуют вещество и энергию и в которых отходы одних организмов служат средой обитания для других, то есть осуществляется кругооборот. Этот принцип лежит в основе «чистых», или «безотходных» технологий. Необходимость рационального комплексного промышленного использования сырья диктуется, с одной стороны, увеличивающимися темпами роста объемов производства с другой — ограниченными запасами сырья и непрерывно возрастающими ценами. Отходы производства любой продукции (промышленной, сельскохозяйственной, пищевой) — это неиспользованная (недоиспользованная) по разным причинам часть сырья. По расчетам профессора Г. Хоберга (Германия), каждая тонна только бытовых отходов может принести доход в 27 евро. Если в ФРГ ежегодно выбрасывается 25 млн. тонн отходов, то общая сумма дохода составляет 67,5 млн. евро. Эти деньги можно было бы заработать, не только не нанеся вреда окружающей среде, но напротив, улучшив ее состояние.

Поиск возможностей использования отходов производства или отслуживших свой срок продуктов производства иногда дает целый спектр неожиданных полезных применений[8].

2. Экологическая ситуация отходов производства в Российской Федерации

На современном этапе развития общества острота межведомственной научно-технической проблемы обращения с отходами производства и потребления возрастает по целому ряду причин. Прежде всего, отмечается неуклонный рост ежегодно образуемого объема отходов.

В балансе планетарного экомониторинга наибольший удельный вес приходится именно на отходы производства, или промышленные отходы. Так, в настоящее время на планете ежегодно образуется несколько миллиардов тонн разнообразных промышленных твердых отходов (ПТО), а также транспортных и коммунальных. Из них к категории особо опасных(высокотоксичных) отнесено 297 млн. т. Наибольшие объемы ПТО приходятся на США (238), Бельгию, Канаду, Германию (по 6) и Великобританию (4,5млн т/год) . В России ежегодно образуется более 120 млн.т ПТО. Рост ежегодного объема отходов в России дополнительно обусловлен последствиями экономического спада производства в 90 годах [2].

По нашему мнению, эколого-гигиеническая значимость рассматриваемой проблемы обусловлена несколькими негативными сторонами происходящего технического прогресса, которые носят глобальный характер и прослеживаются во всех странах мира:

• негативным воздействием мест размещения отходов на окружающую среду, условия жизни и здоровье населения;

•     неуклонным ростом объема образующихся отходов;

• расширяющимся многообразием разновидностей отходов и усложнением их качественного состава;

• дефицитом мест размещения (складирования) отходов в пригородных зонах городов;

• недостаточным развитием и внедрением эффективных организационных, технологических и технических мероприятий в области обращения с отходами.

 В России основополагающие принципы обращения с отходами отражены Федеральным законом "Об отходах производства и потребления от 24.06.98 № 89-ФЗ.", где основные обязанности возложены на Министерство охраны природных ресурсов. При этом в действующем Федеральном законе "О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения" от 30.12.01 г. № 196-ФЗ функции контроля за соблюдением санитарно-гигиенических требований к состоянию окружающей среды (в том числе качеству почвы и организации отходов) возложены на территориальные органы Госсанэпиднадзора Министерства здравоохранения и защиты прав потребителей РФ и подкреплены соответствующей нормативной базой [9].

Теоретически и практически за последние годы в этом направлении достигнуты определенные успехи совместными усилиями экологических и санитарных органов в Ростовской, Воронежской, Тульской, Пермской, Саратовской и др. областях, а также в г. Санкт-Петербурге. Но тем не менее, положение с промотходами в стране далеко от идеального, что еще раз обуславливает необходимость анализа происходящих тенденций в области обращения с отходами производства с целью оптимизации в разработке и внедрении природоохранных мероприятий.

Так как обращение с отходами представляет собой многоступенчатый процесс, состоящий из нескольких последовательных этапов, рассматриваемый как цикл жизнедеятельности отхода, специфичный для каждой их разновидности, гигиенический анализ проблемы излагается соответственно указанным этапам.

В эколого-гигиеническом плане первой важной ступенью является правильная организация сбора, хранения и планового вывоза отходов на переработку или захоронение. На предприятиях наиболее распространенными являются сбор и временное хранение ТПО непосредственно на промплощадках. Такой способ складирования промотходов при отсутствии четкой системы их удаления оценивается по ряду причин отрицательно, что подтверждается результатами натурных наблюдений за местами временного складирования промотходов.

В то же время на этом направлении за последние годы наметились явные положительные сдвиги в организации системы учета и транспортировки отходов. Так, на предприятиях разрабатываются "Проекты норм образования и лимитов размещения отходов", создаются городские (областные) "банки" данных об отходах, технические паспорта и паспорта токсичности отхода; начаты сертификация промотходов и лицензирование фирм и предприятий, занимающихся их транспортировкой, размещением и переработкой. Начато создание Федерального (областного и городского) Кадастра промотходов и внедрение новых компьютерных способов внутризаводского слежения за образованием и переработкой отходов (как, например, на Новолипецком металлургическом комбинате). Внедрение перечисленных мероприятий в жизнь показало значительное улучшение организации проблемы.

Не менее важным является внедрение селективных методов сбора, при которых разные виды отходов собираются в отдельные емкости и регулярно вывозятся заводским транспортом или транспортом потребителя для переработки на специализированных предприятиях. Во многих регионах созданы государственные унитарные (ГУН) или акционерные предприятия, осуществляющие дифференцированный сбор одного или нескольких разновидностей промотходов (ГУН "Промотходы", ОАО "Вторэкоиндустрия", ООО "Самарус" и др.). С гигиенических позиций этот способ оценивается как самый прогрессивный.

При транспортировке промотходов наиболее целесообразно применение трубопроводного транспорта, который на протяжении последних десятилетий широко используется для удаления отходов в горнодобывающей и нефтяной промышленности, а также на мощных ТЭЦ на твердом топливе.

При использовании автомобильного и железнодорожного транспорта заслуживает внимания некоторый успешный опыт применения новых (двухэтапных) систем сбора и перевоза отходов (с промежуточным уплотнением и перевалкой брикетов в автопоезда), реализованный в Санкт-Петербурге и в ряде европейских городов для транспортировки ТБО. Практически следует считать доказанной принципиальную возможность улучшения санитарной ситуации города и его ближайших окрестностей при перевозке промотходов близкого к ТБО состава. Однако этот опыт пока еще ограниченно используется для промотходов. Примером позитивного комплексного решения проблемы является организация единой системы селективного сбора и транспортировки гальванических отходов в городах Санкт-Петербург, Москва, Киров, Воронеж и др. Остается пока еще слабо решенной проблема разработки и внедрения новых видов специализированного колесного и водного транспорта, предназначенных для перевозки ПТО.

В связи с отсутствием или незначительной долей спецавтотранспорта и широким использованием открытых автосамосвалов в настоящее время современные пути автомобильного и железнодорожного транспорта рассматриваются как значимые линейные источники загрязнения жилой зоны городов и их ближайших окрестностей. Радиус неблагоприятного воздействия транспортных коммуникаций на ближайшую застройку при перевозке сыпучих отходов простирается до 100-200м, максимальное загрязнение взвешенными веществами наблюдается в полосе до 30-50м от обочины дорог.

Поэтому в целях предотвращения негативного воздействия необходима правильная организация мест временного хранения отходов, организация вторичной переработки непосредственно на предприятии и максимальная герметизация транспортных средств, в том числе в местах перевалки грузов с одного вида транспорта на другой [11].

Разработка и применение различных методов переработки промотходов с гигиенических позиций является самым важным этапом жизненного цикла каждого отхода. Самым перспективным способом считается уменьшение их токсичности. Следует отметить, что обезвреживание отходов с последующей их утилизацией в качестве вторичного сырья позитивно сказывается на состоянии природной среды  и одновременно дает определенный экономический эффект в результате извлечения ценных компонентов. Сегодня значительные успехи в переработке токсических отходов достигнуты в странах Западной Европы - в Швейцарии, Нидерландах и в Швеции. Однако удельный вес переработанных в России отходов (10-20%) ниже, чем в зарубежных странах(20-40%).

Наиболее эффективными направлениями переработки отходов считаются 3 группы мероприятий, а именно – уменьшение объема образующихся отходов, снижение степени их биологической опасности и использование всего отхода или его некоторых ингредиентов в качестве вторичного сырья.

Уменьшение массы образующихся отходов достигается совокупностью технологических процессов как до, так и в ходе основного производства. На горнодобывающих предприятиях, являющихся "поставщиками" наибольших по массе объемов отходов, решающими являются, главным образом, механические процессы подготовки сырья (измельчение, грохочение) и меньше -физические (сепарация, магнитная обработка и др.); для обрабатывающих отраслей приоритетными процессами являются химические (растворение, флотация, смешение, извлечение и т.п.). На отдельных стадиях подготовки эффективно изменение давления и температурных условий, а также применение катализаторов или ингибиторов - накопителей. В процессе основного производства важными являются природосберегающие технологии, направленные на более эффективные способы извлечения ценных компонентов из сырья и полупродуктов и отходов на параллельных (вторичных) поточных линиях. Явная положительная тенденция проявляется в России в увеличении доли переработки отходов на месте их образования , то есть в создании мелких специализированных фирм по переработке отдельных разновидностей отходов на базе крупных отечественных предприятий горнодобывающей, химической промышленности и машиностроения.