Сравнительная характеристика различных способов ликвидации мусора

Исторически первым способом избавления от отходов были свалки. Они известны уже в античных городах (например, гигантская свалка в окрестностях Рима или свалка рядом с древним Иерусалимом, название которой сохранилось в известном выражении "геенна огненная"). Приблизительно за 500 лет до нашей эры в Афинах был издан эдикт, запрещающий выбрасывать мусор на улицы, предусматривающий организацию специальных свалок и предписывающий мусорщикам сбрасывать отходы не ближе, чем за милю от города. И по сей день свалки остаются самым распространенным в мире способом избавления от твердых бытовых отходов. В Великобритании на свалки отправляют 70 % отходов, в США – 80 %, в России – 88 %, в Италии – 90 %, в Греции – практически все отходы.

При организации свалки должен учитываться целый ряд факторов, с тем, чтобы нанести минимальный урон окружающей среде:

• роза ветров в районе свалки;

• расстояние от населенных пунктов, водоохранных и природоохранных зон;

• водопроницаемость грунтов;

• площадь территории, отводимой под свалку;

• расположение, удобное для подъезда транспорта и др.

Большую проблему представляют "несанкционированные" свалки (или, как их еще называют, "дикие", "полуночные", нелегальные). Во-первых, на таких свалках часто оказываются наряду с бытовыми промышленные отходы, среди которых могут оказаться высокотоксичные вещества, радиоактивные материалы и т.п. При разложении бытовых отходов обычно образуются разнообразные карбоновые кислоты, которые способны переводить соединения металлов, в том числе тяжелых (ртуть, свинец, медь и др.), в растворимое состояние и способствовать их попаданию через почвенные воды в почву и затем – в растения и организмы животных (биологическая мобилизация). Во-вторых, подобные свалки обычно располагаются в случайных местах и не оборудованы в инженерном отношении. Подстилающий их грунт, как правило, не водоупорен, впитывает и пропускает через себя стоки дождевых и талых вод, что приводит к загрязнению подземных водоносных горизонтов и, следовательно, многих других объектов природы.

Захоронение отходов на свалках – далеко не лучший способ, порождающий, в свою очередь, целый ряд экологических проблем. Прежде всего, речь идет о выделении в атмосферу различных газов, образующихся при разложении мусора. Этот процесс начинается практически сразу после организации свалки, достигает максимума через 25 – 30 лет и продолжается достаточно долго даже после ее закрытия (до 75 лет). Основным из выделяющихся газов является метан, о парниковом действии которого говорилось выше (см. раздел 8.7.4). "Вклад" всех свалок мира в поступление метана в атмосферу оценивается в 6 – 18 %. Кроме того, метан и некоторые другие выделяющиеся газы горючи и представляют значительную пожарную опасность. Загоревшуюся свалку погасить очень трудно. Так, весной 1996 года свалка у поселка Северная Самарка во Всеволожском районе Ленинградской области горела несколько недель, застлав удушливым дымом окрестности на много километров вокруг. Кроме метана выделяется также ряд вредных для здоровья или имеющих неприятный запах газов: сероводород, меркаптаны, аммиак, летучие амины и др.

На свалках во множестве разводятся так называемые синантропные животные (т.е. те, которые селятся вблизи человека), являющиеся переносчиками многих заболеваний – мыши, крысы и др. Свалки влияют на экологическое равновесие еще и тем, что способствуют размножению одних видов птиц (прежде всего – ворон и чаек) в ущерб другим. Свалочные массы обсеменены большим количеством микроорганизмов, в том числе и патогенных, заражены яйцами гельминтов и представляют немалую санитарно-эпидемиологическую опасность.

Наконец, свалки занимают достаточно большие территории, на десятилетия выводя их из хозяйственного оборота.

Более экологичен второй способ избавления от отходов – компостирование. Способом компостирования можно перерабатывать только органические вещества, имеющие естественное (растительное или животное) происхождение. При компостировании, как правило, бытовые отходы смешиваются с отходами, образующимися при переработке сточных вод на очистных сооружениях. Отходы перегнивают и образуют компост, который можно использовать как удобрение. На мусороперерабатывающих заводах в Санкт-Петербурге компостирование производится в так называемых биотермических барабанах, которые загружаются отходами после отделения от них металлов. Под влиянием сапротрофных микроорганизмов органические отходы превращаются в биотермических барабанах в компост, содержащий необходимые для развития растений компоненты – азот, фосфор, калий, гумусные вещества и др. При этом переработка идет почти без затрат энергии, т.к. необходимое тепло (температура в биотермическом барабане должна поддерживаться в пределах 40 – 60С) выделяют сами микроорганизмы. При выходе из барабана (процесс продолжается около 2 суток) компост отделяют от предметов, не поддавшихся компостированию (дерево, пластмассы, резина, стекло, камни, использованные батарейки и др.). Именно загрязненность компоста и наличие в нем токсичных веществ (основная масса которых попадает в компост из отслуживших свой срок химических источников тока – батареек) не позволяет широко использовать его в сельскохозяйственном производстве. Один из возможных путей разрешения этой проблемы – раздельный сбор отходов. Компостирование мусора весьма широко используется во многих европейских странах – Нидерландах, ФРГ, Франции, Швеции (до 25 % городских твердых отходов), Италии. Однако даже при условии производства чистого компоста, компостирование не решает всей проблемы избавления от мусора, поскольку от одной трети до половины твердых бытовых отходов компостированию не поддаются.

Все большее значение приобретает переработка и вторичное использование отходов, т.к. это не только позволяет решить проблему отходов, но и экономит сырьевые ресурсы нашей планеты. Американский ученый А.Теллер писал: "Мы не должны больше рассматривать отходы как нечто, подлежащее уничтожению; мы должны научиться видеть в них еще не использованные источники сырья".

Твердые бытовые отходы на 60 – 70 % состоят из горючих компонентов. Сжиганиетаких отходов позволяет решить сразу несколько задач (конечно, при надлежащем контроле над выбросами в атмосферу продуктов сгорания). Во-первых, выделяемую при сжигании энергию можно утилизировать в виде тепла (пар, горячая вода) или электричества. Во-вторых, образующиеся при сжигании золо-шлаковые остатки в 10 раз меньше по массе, чем исходные отходы, что существенно упрощает их захоронение. В-третьих, эти остатки могут использоваться в качестве добавок в цементные композиции или вместо щебня при строительстве дорог или фундаментов (что и делается, например, в Японии). Первая фабрика по сжиганию отходов была построена в Нотингеме в пригороде Лондона в 1874 году, в Англии же появилась и первая электростанция, работающая на отходах. Оценки показывают, что сжигание всех твердых бытовых отходов, образующихся в США, позволило бы получить энергию, составляющую треть от того, что производят все гидроэлектростанции страны, и сэкономить таким образом 10 – 12 % угля, используемого на энергетические нужды. Во Франции за счет сжигания бытовых отходов возможно на 10 % покрыть энергетические потребности отопления, горячего водоснабжения и вентиляции жилых и общественных зданий. Для России этот показатель составил бы 5 – 7 % энергетических потребностей.

Отметим, что сжигание отходов должно производиться в специальных котлах с соответствующими системами очистки газовых выбросов в атмосферу. Недопустимо сжигание отходов непосредственно в местах их накопления, например, в мусорных контейнерах прямо во дворах. Горение отходов в контейнере или просто в куче происходит часто при недостатке кислорода. При этом происходит выделение в атмосферу многих токсичных газов, не говоря уже о дыме, которые накапливаются в приземном слое атмосферы и проникают в жилые помещения.

Важное место в природоохранной политике многих стран отводится повторному использованию многих материалов (металлов, бумаги, пластмассы, стекла и др.) и некоторых видов изделий (например, стеклянных бутылок). Это использование называется рециклингомилирециркуляцией. Рециркуляции в Европе подвергается от 4 % (Италия) до 19 – 20 % (Финляндия, Германия) всей массы отходов. Пионером в создании комплексной программы утилизации отходов является Япония, в которой рециркулируется до 50 % твердых бытовых отходов (еще 34 % сжигается, 16 % закапывается в землю и только 0,2 % компостируется). В США рециркуляции подвергается 10 % отходов (80 % поступает на свалки, 9 % сжигается и 1 % компостируется), в России – около 3 % (88 % поступает на свалки и 9 % – на более чем 1000 полигонов бытовых отходов). На территории России в настоящее время действует 7 мусороперерабатывающих заводов. Относительно высокий уровень рециркуляции отмечается также в некоторых развивающихся странах (Мексика, Индия, Китай и др.), где небольшие группы бедняков постоянно обитают на свалках, собирают там бумагу, металлический лом, кости и предлагают их бумажным фабрикам, металлургическим заводам, фабрикам по производству клея и т.д.

Эксперты считают, что к началу XXI века станет возможна рециркуляция не менее 50 % всего количества макулатуры в мире. В настоящее время рециркулируется всего 25 % бумаги, хотя в некоторых странах этот показатель уже приблизился к 50 % (таблица 10.9).

Таблица 10.9