География и геология/6.Природопользование и экологический мониторинг

Д.э.н., профессор Россинская М. В., к.т.н. доцент Россинский Н.П.

Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса

МОНИТОРИНГ ЗА СБОРОМ И ОБЕЗВРЕЖИВАНИЕМ ТВЁРДЫХ ОТХОДОВ И ИННОВАЦИОННЫЙ СПОСОБ ИХ

СКЛАДИРОВАНИЯ И ОБЕЗВРЕЖИВАИЯ

Продолжительные исследования и эколого-социо-экономический мониторинг Ростовской области позволил установить, что в настоящее время основным источником негативно влияющий практически на все элементы окружающей среды и в первую очередь на здоровье и продолжительность жизни человека, является неудовлетворительные сбор, переработка, обезвреживание и захоронение твёрдых отходов. В целом эта проблема составляет чрезвычайно важное и актуальное значение. Роль, значение и негативное влияние таких отходов на санитарно- эпидемиологическую, социальную, экономическую, экологическую и промышленную безопасность с каждым годом будет возрастать в связи с большим количеством ежегодно образующихся с различными свойствами их, с низким уровнем их переработки, обезвреживания и захоронения и отсутствием подходящих мест для постоянного складирования и захоронения.[1,2,11]

Следует отметить, в Ростовской области из всего общего количества образующихся, в настоящее время, отходов (как по объёму, так и по весу) в соответствии с требованиями природоохранного законодательства (максимально безопасно для отдалённых последствий) размещаются ( захороняются) не более 6%, и около 25% размещаются (складируются) в соответствии с санитарными нормами и требованиями. Остальная часть отходов, размещается на неорганизованных и зачастую несанкционированных, случайных (воровских) свалках и которые естественно не соответствуют ни санитарным, ни экологическим требованиям. Как правило, большинство таких свалок, размещаются на водосбросных поверхностях земли, вокруг населённых мест, на территориях зелёных насаждений (лесных посадках) и по берегам водоёмов. Суммарное количество образующихся отходов в Ростовской области ежегодно составляет более 13 млн. тонн (или более 16 млн. м3), из них до 75%(по объёму) составляют бытовые отходы, остальная часть приходится на иные отходы.

Структура образования отходов в Ростовской области включает: бытовые, промышленные, сельскохозяйственные, пришедшие в негодность различные химикаты, в том числе удобрения, ядохимикаты и другие специфичные отходы.

Наиболее опасным видом отходов (как быта, так и производства) является ртуть содержащие отходы, представленные в основном отработанными люминесцентными лампами, а также другие бытовые и промышленные приборы и оборудования. К такому виду отходов можно отнести и отработанные химические аккумуляторы. Опасными и вредными являются отходы химических предприятий, а также предприятий и организаций которые продают и используют различные химические вещества, а в угольных районах отходы угледобычи и углеобогащения, а также зола и шлаки предприятий использующих твёрдое топливо.

Исследования показали, что отходы в свалках подвергаются различным воздействиям (температура, влага, солнечная радиация, химические, биохимические, биологические и другие), в результате чего образуются дополнительные газообразные, жидкие и твёрдые новые вещества. Одни из них могут быть практически безвредными, другие мало вредными, однако большая часть образовавшихся новых веществ бывают вредными, часть из них канцерогенными и опасными.

Вновь образовавшиеся газообразные вещества (различные диоксиды, придельные и не придельные углеводороды, летучие соединения металлов и др.) поступают в атмосферу и накапливаются в приземном её слое, высотой до 2-х метров. [8,14,15] Это вызвано тем, что суммарный удельный вес их равен или даже чуть больше удельного веса атмосферного воздуха. Растекаясь по земле, на значительные расстояния, они загрязняют воздух, поверхность земли, воду и другие элементы окружающей среды. Одновременно ветер выдувает и разносит на большие расстояния вредные твёрдые вещества совместно с газообразными веществами. Атмосферные осадки вымывают из таких свалок вещества, в том числе вредные, опасные и ядовитые. Всё это приводит к постоянному всё возрастающему загрязнению всех элементов окружающей среды, всё возрастающему экологическому ущербу и нанесению вреда здоровью всё большему числу жителей населённых мест и особенно детей.

С целью упорядочения сбора, транспортировки, переработки и складирования, снижения неблагоприятного воздействия отходов производства и потребления на здоровье населения и среду обитания человека и для обеспечения безопасности при обращении с ними, были разработаны и введены в действие законодательные, распорядительные и иные документы. Эти документы устанавливают различные и необходимые порядок и требования к размещению, устройству, технологии, режиму эксплуатации мест центрального и временного сбора, складирования, хранения, использования, обезвреживания и захоронения отходов потребления и производства. .[3-12]

Согласно законодательству процессы обращения с отходами включают в себя следующие этапы: - образование; - накопление и временное хранение на площадках предприятий, организаций, учреждений, на специальных площадках жилых зданий; - первичная обработка (сортировка, обезвоживание, нейтрализация, прессование, тарирование и другие необходимые операции); -транспортировка на постоянное место хранения; -вторичная переработка (обезвреживание, модификация, утилизация, использование в качестве вторичного сырья); - складирование на площадках постоянного хранения; - захоронение; - сжигание.

Технология обращения с каждым видом отхода зависит от его происхождения, агрегатного состояния, физико-химических свойств, количественного соотношения его компонентов, а также степени опасности для здоровья обслуживающего персонала и населения, а также среды обитания человека, животных и растений.

Законодательством РФ предусматривается два способа складирования:

- первый способ – временное складирование и хранение отходов;

- второй способ – постоянное складирование и захоронение отходов.

Согласно действующим правилам и нормативам в настоящее время различают следующие основные способы временного складирования отходов:

- на открытых площадках жилых зданий и производственных территориях или в специальных помещениях (в цехах, складах, в резервуарах, под навесами и др.);

- на производственных территориях основных и вспомогательных (дочерних) предприятий по переработке и обезвреживанию отходов ( в амбарах, хранилищах, накопителях и др.), а также на промежуточных (приёмных) пунктах сбора и накопления, в том числе терминалах, железнодорожных сортировочных станциях, речных и морских портах;

- на усовершенствованных полигонах промышленных отходов, террикониках, шламохранилищах, золошлакоотвалах, в отвалах пустой породы, а также в специально оборудованных комплексах по их переработке и захоронению;

- складирование на площадках для обезвоживания илового осадка, который образуется на очистных сооружениях по очистке промышленных и хозяйственно-бытовых сточных вод.

Временное хранение отходов на специализированных площадках предназначено: во-первых, для селективного сбора и накопления отдельных разновидностей отходов; во-вторых, для использования накопленных отходов в последующем технологическом процессе с целью обезвреживания (обеззараживания, нейтрализации), частичной или полной переработки или утилизации на основном, вспомогательных и иных производствах.

Таким образом, законодательство РФ в области обращения с отходами, устанавливает, что в зависимости от технологической и физико-химической характеристики отходов временное хранение их допускается: - на основных и вспомогательных площадках и помещениях; - на нестационарных складских площадках (под надувными, ажурными и навесными конструкциями); - в резервуарах, накопителях, танках и прочих наземных и заглубленных специально оборудованных ёмкостях; - в вагонах, цистернах, вагонетках, на платформах и прочих передвижных средствах; - на открытых, но специально приспособленных для хранения отходов, площадках.

Хранение отходов 1-го класса опасности разрешается исключительно в герметичных оборотных (сменных) ёмкостях (контейнеры, бочки, цистерны);- отходы 2-го класса опасности допускается хранить преимущественно в надёжно закрытой таре (полиэтиленовых мешках, пластиковых пакетах); - отходы 3-го класса опасности допускается хранить в бумажных мешках и ларях, хлопчатобумажных и текстильных мешках, отходы 4-го класса опасности допускается хранить навалом, насыпью, в виде гряд, поскольку этот класс (4-й) отходов практически безопасен или мало опасен их можно хранить в специально спланированных отвалов и хранилищ.

При временном хранении отходов на отрытых складах, на открытых площадках без тары (навалом, насыпью) или в негерметичной таре поверхность хранящихся отходов должна быть защищена от воздействия атмосферных осадков и ветров. Защита должна осуществляться путём укрытия их брезентом, навесом и т. д., а площадка склада должна быть покрыта водонепроницаемым и химически стойким покрытием (асфальт, керамзит-бетон, полимер-бетон, керамическая плитка и др.).

Перемещение отходов, согласно законодательству, может осуществляться всеми видами транспорта специально переоборудованном для их перевозки. Конструкция и условия эксплуатации специализированного транспорта должна исключать возможность потерь и загрязнения окружающей среды по пути следования и при перевалке отходов с одного вида транспорта на другой.

Предельное накопление количества отходов на складах временного хранения определяется на основе макро и микро состава, физико-химических свойств, агрегатного состояния, токсичности и уровней миграции компонентов отходов в атмосферу. При наличии в составе отходов разного класса опасности расчёт предельного их количества для единовременного хранения должен определяться наличием и удельным содержанием наиболее опасных веществ (1 и 2 классов).

Критерием максимально предельного накопления отходов на территории временного складирования служит содержание специфичных для данного отхода вредных веществ в воздухе на уровне 2-х метров от пола склада. Содержание не должно быть выше 30% их ПДК в рабочей зоне.[14, 15]

Объекты постоянного складирования отходов потребления и производства предназначаются для длительного их хранения при условии обеспечения санитарно-эпидемиологической, экологической и промышленной безопасности предприятий, населения и окружающей среды на весь период эксплуатации этих объектов и после их закрытия.

Размещение отходов на территории постоянного размещения и хранения осуществляется следующими способами: - террасами; - терриконами; - грядами; - в котлованах; - в траншеях; - в цистернах; - в ёмкостях; - в накопителях; - на картах; - на платформах.

Способ и технология постоянного хранения и захоронения отходов на объекте постоянного хранения осуществляется с учётом класса опасности всего отхода, агрегатного состояния, растворимости в воде, класса опасности отдельных веществ и их компонентов.

На территории объектов постоянного хранения отходов допускается размещать автономную котельную, специальные установки и сооружения мойки, пропарки и обеззараживания различных материалов и оборудования, а также специальные установки для сжигания отходов.

По результатам мониторинга в области обращения с отходами можно сделать вывод о том, что нет полной гарантии обеспечения санитарно-эпидемиологической, экологической, промышленной и иной безопасности.

В результате многолетних теоретических, экспериментальных исследований, натурных наблюдений и мониторинга последнего времени были проанализированы и оценены с экономической, социальной, санитарно-эпидемиологической, экологической и промышленной безопасности и эффективности как ныне применяемые, так и вновь разработанные инновационные способы, технологии и организации производства по складированию, хранению, обезвреживанию и использованию отходов. Исследования проводились с учётом свойств и характеристик отходов, которые образуются на территории Ростовской области, а также с учётом особенностей области.

Экспериментальные исследования показали, что наиболее эффективным и практически безопасным может быть: способ, технология и организация производства перемещение (транспортировка), складирование, хранения и обезвреживание отходов в горных выработках ликвидированных угольных шахт Ростовской области, таких как: «Красина», «Майская», «Южная», «Юбилейная», «Кирова», «Глубокая» и другие шахты. (В экспериментальных исследованиях принимали участие научные сотрудники Национального университета водного хозяйства и природопользования, г. Ровно, Украина; Россинские В.Н. и Р.Н.)

Способ, технология и организация производства складирования, обезвреживания и использования отходов в горных выработках ликвидированных шахт Ростовской области заключается в следующем:

- во-первых, поскольку ликвидированные шахты затоплены, поэтому выбранную для складирования отходов шахту необходимо осушить, восстановить главный и вспомогательный стволы и околоствольное пространство и основные штреки, где будет осуществляться закладка отходов. Восстановить или вновь смонтировать систему спуска и подъёма людей и материалов и систему вентиляции, восстановить или вновь смонтировать внутри шахтную транспортную систему по доставке отходов к месту их складирования.

- во-вторых, способ приёма, доставки, складирования и хранения отходов в свободных горных выработках следующий: - отходы любого класса вредности доставляются автотранспортом на околоствольную площадку, где они перегружаются в шахтные вагонетки или (и) специальные контейнеры. Вагонетки и контейнеры спускают в шахту и внутришахтным транспортом доставляют к месту складирования. При помощи подъёмного уплотнителя отходы складируют и уплотняют на всю высоту свободного пространства выработки - штрека (около 3м.). Складирование начинают от вспомогательного ствола, предварительно возведя сплошную стенку, которая отделяет вспомогательный ствол от свободного пространства горных выработок, где будут складироваться отходы. По дну и верху, на всю длину, горных выработок, где будет производиться складирование отходов, прокладывают керамические перфорированные трубы, которые предназначены для отвода излишка воды в период складирования отходов и отвода образовавшихся горючих газов во время длительного их хранения. Трубопровод для отвода образовавшегося, при хранении складированного отхода, горючего газа выводится на поверхность по вспомогательному стволу и далее к месту использования этого газа.

После того как толщина (по горизонтали) слоя складируемого отхода достигает 10—50м. вновь возводится разделительная стенка на всю высоту свободного пространства. Расстояние от одной разделяющей перегородки до другой зависит от класса опасности, характеристики и суточного объёма отхода поступающего на складирование. После чего порядок складирования повторяется.

После завершения складирования в данном отделении, с некоторого момента, в складированных отходах начинают протекать всевозможные физические, химические, физико-химические, биохимические, микробиологические и иные процессы и превращения. Со временем микробиологические процессы анаэробного брожения – разложения начинают превалировать над другими процессами и определять конечные результаты процессов обезвреживания и переработки отхода.

Следует отметить, что микробиологические процессы и процессы анаэробного сбраживания довольно сложны и весьма трудны в определении и контроле. Результаты и оценку их можно приблизительно определять по конечным веществам, которые остались неизменными после сбраживания и разложения и по вновь образовавшимся веществам.

В результате суммарного воздействия всех процессов и особенно анаэробного разложения, чему весьма способствуют постоянная высокая влажность, постоянная довольно высокая температура (22--45°С) и постоянное повышенное давление (более 765 мл.р.ст.)сначала медленно затем всё с увеличивающей скоростью начинают протекать процессы окисления и разложения. Сначала окисляются легко окисляемые органические вещества (белки, жиры и углероды), затем трудно окисляемые органические примеси. Например, примеси из дерева часть из них перегнивает и распадается полностью, а некоторая часть обугливаются. Также разлагаются примеси резинотехнических изделий. В самую последнюю очередь и за довольно длительный период подвергаются разложению примеси отхода из различных пластических масс и примеси из кирпича и бетона. Практически не разлагаются (не распадаются) или очень медленно распадаются примеси из керамики и стекла (за 3 года наблюдения эти примеси мало изменились).

Микроорганизмы, которые для своей жизнедеятельности усваивают металлы и их соединения перерабатывают практически все металлы (в том числе тяжёлые) с образованием соединений в основном в виде сульфидов и небольшой процент (2-10%) в виде сульфатов, хлоридов, карбонатов. Эти соединения постепенно опускаются на дно штрека и со временем плотно уплотняются и становятся практически нерастворимыми и не могут выноситься потоком воды. Эти отложения слабо растворимы даже в минеральных кислотах.

Образовавшийся при распаде белка сероводород не попадает в образовавшийся горючий газ, так как связывается с образующимися ионами различных металлов. Эти соединения, как было сказано выше, оседают на дне штрека и они придают донным отложениям чёрный цвет.

Образовавшийся горючий газ состоит из метана(70—85%), окиси углерода (12—25%) и (3—5%) других газов (азот, водород, сернистые соединения и др.). Удельное количество горючего газа, которое образуется при брожении отхода, весьма различно и в основном зависит от удельного количества органических примесей в складируемом отходе и примерно находится в пределах от 0,68 до 1,39 г. на 1г. органических примесей, либо 343—412 л. на 1кг органических примесей. Теплотворная способность горючего газа находится в пределах от 4200 до 5950 ккал/м3. Образующийся горючий газ по своим свойствам соответствует бытовому газу, который используется для коммунальных нужд.

Выявлено, что для поддержания необходимой скорости процесса перегнивания отхода и даже возможного прекращения процесса перегнивания, необходимо постоянно отводить из отделения, где происходит перегнивание, образовавшийся газ, а также воду, которая поступает в отделение перегнивания с поверхности земли.

- в-третьих, через определённый промежуток времени (от 1-го года до 10-ти лет, устанавливается по факту), когда процесс перегнивания закончится, разбирают перегородку со стороны вспомогательного ствола и начинают разрабатывать и доставлять (если это необходимо) на поверхность перегнивший продукт, для использования его в качестве удобрения. Удобрительные качества перегнившего отхода характеризуются наличием в нём микроэлементов ( приблизительно такие же, как и в вулканическом пепле), кроме этого в нём содержатся и некоторое количество органических веществ, которые легко усваиваются растениями.

И в заключение, следует отметить, что экономически эффективной и оправданной может оказаться доставка отходов, к месту складирования по данному способу с расстояния до 150 км, а с расстояния более 150 км. если затраты на доставку отходов будут ложиться на владельца отходов, а расходы на складирование будут осуществляться за счёт экологических платежей и иных статей областного бюджета. Применение данного способа складирования и обезвреживания различных отходов и в первую очередь бытовых особенно привлекательно для городов Ростова, Новочеркасска и других населённых мест, у которых отсутствуют подходящие места, где можно было бы организовывать постоянное складирование отходов в полном соответствии с действующим законодательством.

Литература.

1. Россинская М. В. Основы обеспечения эколого-экономической безопасности региона: монография / М.В. Россинская. – Шахты: Изд-во ЮРГУЭС, 2006. – 186 с.: ил.

2. Научно-методические основы мониторинга, прогнозирования и оценки устойчивого развития территориальных социоприродных систем: монография /[М.В.Бугаева, Т.А. Васильева, И.Б, Кушнир и др.]; под общей ред. проф. М.В. Россинской. – Воронеж: ВГПУ, 2012.-124с.

3. Федеральный закон «Об охране окружающей среды» № 7-ФЗ от 10.01.2002.

4. Федеральный закон «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения» № 32-ФЗ от 30.03.99.

5. Экологическая доктрина Российской Федерации» № 1225-р от 31.08.2002.

6. Положение об организации и осуществление государственного мониторинга окружающей среды (государственный экологический мониторинг) № 177 от 31.03.2003.

7. Санитарные нормы и правила предельно допустимого содержания вредных веществ в водных объектах (СанПиН 2.1.4.559-96.)

8. Гигиенические требования к размещению и обезвреживанию отходов производства и потребления (СанПиН 2.1.7.1332-03.).

9. Санитарно-защитные зоны и санитарная классификация предприятий, сооружений и иных объектов (СанПиН 2.2.1/2.1.1.1031-01.).

10. Гигиенические требования к обеспечению качества атмосферного воздуха населённых мест (СанПиН 2.1.6.1032-01.).

11. Федеральный закон «Об отходах производства и потребления» № 89-ФЗ от 24.06.98.

12. Единая государственная система экологического мониторинга. Системный проект—М., 1993, с.25.

13. Нормы радиационной безопасности (НРБ—99) СП 2.6.1.758-99.

14. Перечень веществ, продуктов, производственных процессов и бытовых факторов, канцерогенных для человека. № 6054-91.

15. Гигиенические критерии оценки условий труда по показателям вредности и опасности факторов производственной среды, тяжести и напряжённости трудового процесса: руководство. - М.: Информационно-издательский центр Госкомсанэпиднадзора России, 1994,- 44с.