X Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2018

Введение

Количество мусора увеличивается с каждым годом, сейчас эта цифра составляет 104 кг на человека и более. Ежегодно происходит увеличение несанкционированных свалок в городах и в окрестностях. Отходы и наше обращение с ними привели к ряду экологических проблем.

С увеличением численности населения и по мере развития технологий и промышленности увеличивается количество отходов. Перед человечеством многие годы стоит задача: решение проблемы отходов наиболее эффективным и экологически чистым способом. От решения данной проблемы зависит благополучие и существование не только нашего поколения, а существование человечества в целом.

Объект исследования: бытовой и промышленный мусор.

Цель исследования: выяснение наиболее экологически чистого метода хранения и переработки отходов и наиболее эффективного пути решения экологических проблем.

Задачи исследования:

собрать информацию о видах отходов, влиянию на организм и окружающую среду;

собрать информацию о способах хранения и переработки мусора;

выяснить, какой метод наиболее эффективен и экологически чист;

выяснить виды административного наказания за создание несанкционированных свалок.

Полученные данные можно использовать для информирования населения о влиянии отходов на здоровье человека и о важности хранения, утилизации и получения вторичного сырья, с целью уменьшения количества мусора на улицах городов, а также о существовании несанкционированных мест сбора мусора и административной ответственности за создание таких свалок на территории города и в окрестностях, для привлечения населения на борьбу против нарушения экологического состояния планеты.

Классификация отходов

Отходы – вещества (или смеси веществ), признанные непригодными для дальнейшего использования в рамках имеющихся технологий, или после бытового использования продукции.

Отходы различаются

- по происхождению:

1. Отходы производства – твёрдые, жидкие и газообразные отходы производства, полученные в результате химических, термических, механических и других преобразований материалов природного и антропогенного происхождения:

возвратные отходы – остатки сырья и других видов материальных ресурсов, образовавшиеся в процессе производства товаров. Они могут использоваться в подсобном производстве (например, автомобильные отработанные масла – для смазки неответственных узлов техники);

токсичные промышленные отходы – физиологически активные вещества, образующиеся в процессе технологического производственного цикла и обладающие выраженным токсическим действием на теплокровных животных, а также на человека;

вторичное сырьё – отходы, которые в рамках данного производства не могут быть использованы, но могут применяться в других производствах и др.

2. Отходы потребления – твердые отходы, образованные в результате бытовой деятельности человека:

1.  
   макулатура;

   непригодные к дальнейшему употреблению вещи домашнего обихода;

   пищевые отходы.

3. Строительные отходы – образуются в результате строительно-монтажных работ, работ по ремонту зданий, сооружений дорожной инфраструктуры, а также при их сносе:

1.  
   твёрдые минеральные отходы (керамзит, керамика, асбоцемент, гипс, отходы бетона);

   древесина и другие материалы.

- по агрегатному состоянию (твёрдые, жидкие, газообразные) и по опасности для окружающей среды (особо опасные, опасные, мало опасные).

Рост промышленного и сельскохозяйственного производства, строительства, транспорта, сферы услуг сопровождается непрерывным ростом объемов и усложнением состава отходов. Экологические проблемы загрязнения окружающей среды, связанные с выбросом отходов, являются проблемой номер один не только для Министерства по охране окружающей среды, но и для государства в целом.

В настоящее время существует несколько способов решения этих проблем. Самыми доступными являются – складирование, термическое уничтожение отходов, а также их вторичная переработка [1].

Складирование отходов

Складирование отходов является самым распространенным способом избавления от мусора. Этот способ подразумевает вывоз отходов на свалки или же их захоронение.

Полигоны для захоронения отходов являются природоохранными сооружениями, предназначенными для регулярного централизованного сбора, удаления, обезвреживания и хранения неутилизируемых отходов. Участок захоронения токсичных промышленных отходов представляет собой территорию, предназначенную для размещения специально оборудованных котлованов, в которые складируются токсичные твердые отходы различных классов опасности, а также вспомогательных зданий и сооружений.

Свалка – территории временного размещения отходов производства и потребления. В дальнейшем мусор будет либо сожжен, похоронен или образовывать вековые залежи в этом регионе. Свалки подразделяются на санкционированные и несанкционированные.

Санкционированные свалки – разрешенные местными органами власти территории для размещения промышленных и бытовых отходов, но не обустроенные в соответствии с требованиями, предъявляемыми к полигонам санитарными нормами и правилами, и эксплуатируемые с отклонениями от требований санитарно-эпидемиологического надзора. Санкционированные свалки являются временными, подлежат обустройству в соответствии с указанными требованиями или закрытию в сроки, необходимые для проектирования и строительства полигонов.

Несанкционированные свалки – захламленная территория, которая не предназначена для организации свалок. Такие свалки являются проблемой многих населенных пунктов России. Конечно, в центре города редко встретишь несанкционированную свалку мусора, ведь здесь следят за состоянием улиц и площадей. Но стоит заглянуть на задний двор многих домов можно увидеть кучи разбросанного мусора. Такая же картина складывается на окраинах города.

Любая свалка представляет собой угрозу для окружающей среды. Загрязнение почвы, отравление грунтовых вод – вот основные возникающие проблемы. Также свалки часто являются местом обитания лиц без определенного места жительства.

Сейчас наиболее часто мусор со свалок не подлежит дальнейшей переработке, а остается до полного разложения. Именно поэтому свалки становятся нерентабельным способом хранения отходов, так как период разложения многих веществ составляет десятилетия, а то и столетия, а отходов становится все больше, и загрязняемая ими территория увеличивается с каждым днём.

Термическое уничтожение отходов

Термическое уничтожение отходов – это широко известный метод ликвидации твердых домашних отходов, который повсеместно используется с конца XIX в. Термическое уничтожение отходов, кроме снижения массы, позволяет получать дополнительные энергоресурсы, применяемые в дальнейшем для получения электроэнергии. Эта технология переработки отходов дает 27–45% золы от сухой массы и газообразные продукты. Процесс горения отходов происходит при температуре 820–900 °С.Термическое уничтожение отходов, возможно, поделить на 2 вида:

сжигание, при котором получается лишь тепло и энергия;

пиролиз, при котором появляется жидкое и газообразное горючее.

Пиролиз – термическое разложение любых соединений на составляющие менее тяжёлые молекулы, или элементы под действием повышения температуры. Следует отметить 2 основных направления исследования в области пиролиза, это:

каталитический пиролиз – при использовании различных катализаторов значительно повышаются селективность и выходы некоторых основных продуктов. При этом можно значительно снизить температуру пиролиза.

пиролиз с добавками различных веществ – эти вещества инициируют реакции разложения сырья, при этом образуются побочные, вторичные продукты.

Для сохранения экологии одним из условий сжигания мусора считается соблюдение ряда правил:

температура сжигания зависит от вида сжигаемых веществ;

длительность высокотемпературного сжигания, также зависит от вида сжигаемых отходов;

создание турбулентных воздушных потоков.

Термическое уничтожение отходов обеспечивает малое содержание в шлаке и золе разложимых веществ, однако, оно считается источником выбросов в атмосферу, но все же такое уничтожение отходов обеспечивает снижение вредного воздействия на окружающую среду и эффективную утилизацию самых разнообразных отходов.

Вторичная переработка отходов

Современный уровень технологий переработки отходов позволяет практическое использование более 70 % твердых отходов. К ценным компонентам отходов относятся: цветной и черный металл, стекло, пластмасса.

Стекло обычно перерабатывают путем измельчения и переплавки. Стеклянный бой низкого качества после измельчения используется в качестве наполнителя для строительных материалов.

Стальные и алюминиевые банки переплавляются с целью получения соответствующего металла.

Бумажные отходы различного типа применяют наряду с обычной целлюлозой для изготовления пульпы (сырья для изготовления туалетной или оберточной бумаги и картона).

Особой сложностью вторичной переработки отходов обладают полиуретаны. Вторичная эксплуатация полимерных материалов затруднена из-за двух факторов: загрязнения и несоответствия свойств вторичного полимера качествам исходного сырья.

Изготовление из вторичного сырья тех же изделий является невыгодным, потому что получение материала нужной чистоты обходится дороже исходного, поэтому неконкурентоспособно. Вторичную пластмассу выгоднее применять в производстве бетонных изделий, древесно-полимерных плит, и др. Здесь к очистке и сортировке вторичных полимеров не предъявляются высокие требования.

Возможными путями вторичной переработки этих веществ на настоящий момент являются:

– физическая переработка:

•  
  1.  
     термопластическая обработка, которой подвергают материалы, которые при прессовании образуют эластомерное вещество, пригодное для производства обувных подошв и брызговиков;

     измельчение отходов в крошку с последующим повторным использованием этой крошки в различных целях (полиуретановая крошка применяется в качестве наполнителя при производстве пенополиуретана или эластомеров);

– химическая переработка (или хемолиз) – деполимеризация полиуретана на химические компоненты. Разновидности хемолиза:

гидролиз, в процессе которого отходы полиуретана вступают в реакцию с водой при нагревании под давлением и производят полиэфирполиолы и диамины;

гликолиз, когда пенополиуретан вступает в реакцию с диолами при температуре выше 200 °C в присутствии катализатора;

аминолиз, в процессе которого пенополиуретан при нагревании под давлением вступает в реакцию с аминами, такими как дибутиламин, этаноламин, лактамы или аддукты лактамов;

пиролиз, при котором смеси полиуретана и других отходов пластмассы нагреваются без доступа кислорода;

метанолиз – процесс расщепление с помощью метанола, протекающий при температуре выше 150 °С и давлении 1,5 МПа, ускоряется катализаторами переэтерификации.

Вторичный ПЭТФ (полиэтилентерефталат) используется для получения штапельного полиэфирного волокна-наполнителя курток, а также для изготовления ковров, контейнеров, поддонов и лотков для непищевых продуктов, дверных панелей, решеток и бамперов для автомобилей.

Вторичная переработка отходов позволяет не только сохранить экологическое равновесие окружающей среды, но сохранить сырьевую базу (в основном нефть).

Влияние отходов на окружающую среду и здоровье человека

Отходы и наше обращение с ними привели к ряду экологических проблем. Опасные отходы содержат ядовитые вещества, с ними нельзя обращаться так же, как с обычными потребительскими отходами, поскольку это может привести к серьезному загрязнению окружающей среды или нанести вред людям или животным.

Хранение мусора на полигонах не решает проблему засорения окружающей среды отходами; мусор на полигонах и улицах города влияет на здоровье, так как в организм человека попадают различные токсичные вещества, которые вызывают поражения практически всех органов. Старые свалки содержат большое количество вредных отходов и ядовитых химических веществ, которые годами размещались на них и проникали в окружающую среду.

Размещение отходов на свалках ведет к ряду экологических проблем:

выпуск газа – сочетание влаги с органическими отходами вызывает образование газов. Эти газы в основном включают в себя метан и углекислый газ, которые выдают запах гниения. Газы испаряются через почву и смешиваются с окружающим воздухом.

производство фильтрата – с мусором, расположенным под землей, есть риски попадания вредных химических веществ в грунтовые воды. Фильтрат – является токсичной жидкостью, которая производится, когда вода или влага смешивается с твердыми отходами. Чтобы избежать производства этой токсичной жидкости, свалки должны быть покрыты водонепроницаемыми материалами.

парниковый эффект – когда свалки остаются открытыми, в атмосферу могут попадать самые разные вредные газы, такие как: метан и углекислый газ, которые производятся чрезмерно. Когда уровень этих газов увеличивается, они мешают температуре окружающей среды и делают воздух теплее. Биохимическое разложение и химическое окисление материала свалки может сопровождаться образованием очагов выделения тепла с повышением температур до 75°С, т.е. возможно самовозгорание отходов. Гниение материала ТКО сопровождается распространением запаха на расстояние более 1 км.

старение химических материалов, содержащих мышьяк (As), серу (S), галогены (хлор Cl, бром Br), тяжёлые металлы (Cd, Pb, Cr, Sn, Ag, Au, Cu, Hg), будет вызывать постепенное медленное незаметное отравление почвы.

при воздействии света на водные растворы ароматики (при испарении после осадков, а также при горении пластмасс и органики) в обилии образуются соединения класса диоксинов. Диоксин – это самый сильный из известных в природе ядов – мутаген, канцероген крайне устойчивый во внешней среде.

Термическая обработка также не является экологически чистым способом утилизации отходов. Если сжигать все виды отходов одновременно, то это приводит к тому, что в процессе сгорания мусора не только образуются неприятные запахи, но и в воздух выделяются довольно токсичные вещества, отравляющие людей, вдыхающих воздух. Эти газы содержат опасные химические вещества, такие как кадмий, метан, ртуть и свинец. Особую опасность оказывают тяжелые металлы, вызывая поражения практически всех органов и систем, особенно страдает нервная система и органы дыхания.

Эффективнее будет сжигать мусор на специальных мусоросжигающих заводах, при этом получаемую тепловую энергию можно использовать для получения электроэнергии или пара. На этих заводах созданы определенные условия, позволяющие снизить влияние на окружающую среду.

Не менее опасны сточные воды и фекальные стоки городов. Особая опасность в этом случае связана с возможностью эпидемий инфекционных заболеваний [2].

Административные нарушения, связанные с утилизацией отходов

Основным способом борьбы с несанкционированным выбросом мусора является наложение штрафа. Уполномоченные лица могу составлять протоколы и налагать штраф на нарушителя экологической безопасности окружающей среды.

В табл. 1 приведены статьи «Кодекса Российской Федерации об административных правонарушениях» (Гл. 8. Административные правонарушения в области охраны окружающей среды и природопользования), налагающие ответственность за неправильную эксплуатацию отходов.

Таблица 1

Статья	Штраф для граждан	Штраф для должностных лиц	Штраф для юридических лиц
8.2. Несоблюдение экологических и санитарно-эпидемиологических требований при обращении с отходами производства и потребления или иными опасными веществами	от 1 тысячи до 2 тысяч рублей	от 10 тысяч до 30 тысяч рублей	от 30 тысяч до 50 тысяч рублей или административное приостановление деятельности на срок до 20 суток
8.6. Порча земель. 2. Уничтожение плодородного слоя почвы, а равно порча земель в результате нарушения правил обращения с пестицидами и агрохимикатами или иными опасными для здоровья людей и окружающей среды веществами и отходами производства и потребления	от 1,5 тысячи до 2 тысяч рублей	от 3 тысяч до 4 тысяч рублей	от 3 тысяч до 4 тысяч рублей или административ-ное приостановление деятельности на срок до 90 суток
8.8. Использование земельных участков не по целевому назначению, невыполнение обязанностей по приведению земель в состояние, пригодное для использования по целевому назначению	от 2 тысяч до 2,5 тысяч рублей	от 4 тысяч до 5 тысяч рублей	от 70 тысяч до 100 тысяч рублей
8.31. Нарушение правил санитарной безопасности в лесах. 2. Загрязнение лесов сточными водами, химическими, радиоактивными и другими вредными веществами, отходами производства и потребления и (или) иное негативное воздействие на леса	от 1 тысячи до 2,5 тысяч рублей	от 2 тысяч до 5 тысяч рублей	от 20 тысяч до 100 тысяч рублей или административное приостановление деятельности на срок до 90 суток.
8.41. Невнесение в установленные сроки платы за негативное воздействие на окружающую среду		от 3 тысяч до 6 тысяч рублей	от 15 тысяч до 100 тысяч рублей

Из таблицы видно, что штраф, налагаемый на юридических лиц, практически в десять раз превышает штраф, налагаемый на граждан, и в 2 раза больше штрафа для должностных лиц. Это свидетельствует о том, что со стороны государства приняты меры для охраны окружающей среды от загрязнения отходами [3].

Решение проблемы утилизации отходов

Для решения проблем загрязнения окружающей среды и нехватки сырьевого ресурса необходимо направить силы на развитие вторичной переработки сырья. Использование отходов позволяет существенно экономить первичное сырье и электроэнергию. Для проведения утилизации вторичных материалов необходимы следующие мероприятия:

организация мест сбора и обработки отходов;

сортировка и первичная обработка амортизованных материалов и изделий;

формирование нормативно-правовой базы, которая обязывала бы юридические лица вывозить отходы в места сбора и обработки;

формирование нормативно-правовой базы, регулирующей использование изделий из вторичных материалов в хозяйстве городов;

разработка системы цен на вторичное сырье, стимулирующих предприятия к их переработке;

создание эффективных способов переработки вторичного полимерного сырья, а также методов его модификации с целью повышения качества;

создание специального оборудования для его переработки.

Так как вторичная переработка отходов требует больших затрат и является нерентабельной, потому что затраты на обработку вторсырья превышают прибыль от получаемой продукции, государство должно поощрять этот способ утилизации. Сумма денег, которая бы выделялась на организацию переработки отходов, была бы намного меньше затрат, необходимых для восстановления экосистемы.

Учитывая высокую химическую и санитарно-эпидемиологическую опасность неорганизованного складирования и хранения бытовых отходов, необходимо тщательно рассмотреть основные требования к полигону твёрдых коммунальных отходов (ТКО):

полигон не должен заливаться паводковыми водами;

должен быть окружен солидными лесными массивами;

направление преобладающей розы ветров должно быть противоположно близлежащим населенным пунктам;

складирование и хранение должно производиться на подготовленное водонепроницаемое основание;

отходы должны складироваться и распределяться по участку сравнительно тонким слоем и этот слой должен быть уплотнен так, чтобы не было разноса мелких и легких частиц;

недопустимо попадание грунтовых вод на основание полигона;

высота слоя закладки не должна превышать 2 м;

ТКО должны складироваться, храниться и перемещаться на заранее спланированные участки по мере их сепарации и переработки;

засыпка ТКО и наличие запаса материала для покрывающего слоя;

недопущение сжигания ТКО на территории полигона;

не допускается совместное складирование и хранение ТКО с даже единичными трупами животных, а также токсичных, взрывоопасных промышленных отходов.

При соблюдении данных требований уровень влияния свалок на окружающую среду будет снижен, но это не позволяет снизить количество бытовых и производственных отходов и уменьшить площадь земель, загруженных ими.

Мусор на свалки привозится в виде смешенных отходов, а совместное хранение некоторых видов отходов вызывает большее нарушение экосистемы. В некоторых странах есть четкое разделение на виды отходов, и это позволяет не только снизить влияние отходов, но и снизить расходы на термическую обработку сырья, а тем более на его вторичную переработку.

Заключение

В процессе проведенной работы было установлено, что основными методами борьбы с мусором в городах являются его сбор и захоронение на полигонах, временное хранение на территории предприятий, а также утилизация и переработка мусора с целью получения вторичного сырья. Но на данный момент часто используется лишь один способ – складирование отходов.

Список использованных источников

1. Алексеев В.П. Очерки экологии человека. М.: Наука, 1993.

2. Ревелль П., Ревелль Ч. Среда нашего обитания. В 4-х кн. – М.: Мир, 1994–1995.

3. Ерофеев Б.В. Экологическое право России. – М.: Наука, 2000. – 462 с.

Код для цитирования: Скопировать