Тема 7. Екологічні проблеми використання ресурсів літосфери. Проблема поводження з відходами

План

1. Проблеми гірничо-видобувної промисловості

2. Екологічні проблеми пов’язані з відходами виробництва. Вторинна переробка відходів

3. Сучасні технології складування твердих побутових відходів.

4. Система сортування твердих побутових відходів.

Література

1. Білявський Г.О. Основи екології. Навчальний посібник / К.: Либідь, 2006.- 408 c

2. Білявський Г. О., Падун М. М., Фурдуй Р.С. Основи загальної екології. – К.: Либідь, 1995. – 368 с.

3. Білявський Г. О., Бутченко Л. І., Навроцький В. М. Основи екології: теорія та практикум: Навч. посіб. – К.: Лібра, 2002. – 352 с.

4. Бойчук Ю. Д., Солошенко Е. М., Бугай О. В. Екологія і охорона навколишнього середовища: Навч. посіб. – Суми: ВТД „Університетська книга”, 2002. – 284 с.

5. Бурдіян Б. Г., Дерев’янко В. О., Кривульченко А. І. Навколишнє середовище та його охорона: Навч. посіб. – К.: Вища школа, 2008. – 227 с.

6. Водний кодекс України: Закон України № 213/95-ВР від 06.06.1995.

7. Гладков М. О., Міхеєв О. В., Галушин В. М. Охорона природи: Навч. посіб. – К.: Вища школа, 1980. – 232 с.

8. Джигирей В.С. Екологія та охорона навколишнього природного середовища. Навчальний посібник / К.: Знання, 2006.- 319 c.

9. Дорогунцов С. І., Коценко К. Ф., Аблова О. К., Хусаїнов Д. Я., Чук Л. Г. Екологія: Навч.-метод. посіб. для самост. вивч. дисц. – К.: КНЕУ, 1999. – 152 с.

10. Земельний кодекс України: Закон України № 2196-ХІІ від 13.03.1992. Законодавчі акти України з охорони оточуючого середовища.

11. Кодекс України про надра: Закон України № 132/94-ВР від 27.07.1994. Законодавчі акти України з охорони оточуючого середовища.

12. Лебединський Ю. П., Склянкин Ю. В., Попов П. И. Ресурсозбереження і екологія. – К.: Политиздат Украины, 1990. – 223 с.

13. Назарук М.М. Основи екології та соціоекології. – Львів: Афіша, 2000.

14. Національна доповідь про стан навколишнього природного середовища в Україні. – К.: Вид. Раєвського, 2000. – 60 с.

15. Основи екології: Підручник / За ред. К. М. Ситника. – К.: Вища школа, 2001. – 358 с.

16. Основні напрямки державної політики в галузі охорони навколишнього природного середовища, використання природних ресурсів та забезпечення екологічної безпеки: Постанова Верховної Ради України // Відомості Верховної Ради України. – 1998. - № 38-39. – С. 9-40.

17. Про використання ядерної енергії та радіаційну безпеку: № 39/95-ВР від 08.02.1995. Законодавчі акти України з охорони оточуючого середовища.

18. Про екологічну експертизу: Закон України № 45/95-ВР від 05.02.1995. Законодавчі акти України з охорони оточуючого середовища.

19. Кіптач Ф. Землі України: категорії, право власності, стан використання, охорона:Навч. посібник. – Львів: Видавничий центр ЛНУ імені Івана Франка, 2010. – 240 с.

20. Бойчук Ю. Д. Екологія і охорона навколишнього середовища: навчальний посібник. / Ю. Д. Бойчук, Е. М. Солошенко., О. В. Бугай. – Суми : ВТД “Університетська книга”, 2002. – 284 с.

21. Закон України “Про відходи” від 5 березня 1998 р. № 187 // zakon.rada. gov.ua. – 25 с.

Основні поняття. Надра. Проблеми гірнчо-видобувної промисловості. Поводження з твердими побутовими відходами. Система сортування сміття.

1.Надра – верхня частина земної кори від нижньої межі гумусового шару ґрунту до рівня, де ще можливий видобуток корисних копалин. З надр Землі видобувають вугілля, нафту, газ та корисні копалини. Останні використовують для добування металів, як сировину для хімічної промисловості, виробництва добрив для сільського господарства, будівельних матеріалів тощо. У надрах містяться лікувальні термальні та мінеральні води. В них будують різні господарські споруди і транспортні комунікації. Їх використовують для зберігання нафти, газу та різних матеріалів, захоронення шкідливих речовин і відходів виробництва.

В Україні досліджено 90 видів корисних копалин, зосереджених більш як у 8000 родовищ, з яких 4000 експлуатуються. Родовища корисних копалин характеризуються резервами, запасами та індексом використання природних ресурсів. Резерви – це обсяги корисних копалин, які можуть бути ефективно вилучені з надр за допомогою сучасних технологій. Запаси – загальний передбачуваний обсяг копалин у родовищах Землі.

відтворення в земній корі відбувається дуже повільно. Інтенсивність їх видобування та використання - значно перевищує швидкість їх утворення. Використання людством корисних копалин подвоюється через кожні 14-15 років. Щорічне використання вугілля, заліза, мангану й нікелю за останні сто років збільшилося у 50-60 разів, калію, алюмінію, молібдену й вольфраму – у 200-1000 разів. Щороку з надр Землі видобувають близько 120 млрд. т руди та інших корисних копалин, майже по 20-30 т на одну людину. Тільки за 1991 р. у світі було видобуто 3,1 млрд. т нафти, 1,9 трлн. м³ природного газу та 3,2-3,5 млрд. т кам’яного і 1,2-1,5 млрд. т бурого вугілля.

Освоєння родовищ мінеральних ресурсів охоплює геологорозвідувальні роботи, розробку родовищ та переробку мінеральної сировини. Кожен з цих етапів має певний вплив на навколишнє природне середовище. Будівництво свердловин, шахт та кар’єрів пов’язане з відчуженням родючих земель, зміною природних ландшафтів та погіршенням екологічної ситуації. В Україні щороку відводиться близько 5-7 тис. га земель для складування відходів та створення шламонакопичувачів.

Найістотніші порушення пов’язані з відкритими розробками, які потребують відведення місць для покривних порід. При цьому відбувається зниження рельєфу. Створення глибоких (до 800 м) і значних за площею кар’єрів супроводжується зсувами, обвалами й селями. Навколо родовищ облаштовують відвали пустої породи, терикони й шламосховища. Так, гірничозбагачувальними комбінатами Криворізького залізорудного району створені велетенські кар’єри завдовжки кілька кілометрів. Усі яри та балки засипані десятками мільйонів тонн відходів після збагачення залізної руди. У шламосховищах накопичується забруднена вода, яка підтоплює прилеглі території та забруднює підземні води. З їх поверхні вітрами розноситься пил на великі відстані.

Розробка родовищ за допомогою вибухів спричинює забруднення атмосферного повітря пилом і шкідливими газами. Порушується міцність ґрунтів, збільшується тріщинуватість порід і зникають підземні води. Пил і газуваті викиди гірничо-збагачувальних фабрик розносяться вітрами на далекі відстані і осідають на поверхні ґрунту, знижуючи врожайність угідь на 15-20%.

Під час підземних розробок утворюються пустоти, виникають тріщини в гірських породах, обвали та просідання породи, дренаж водоносних горизонтів та їх осушення. Відбувається набухання порід, виділення шкідливих газів (гідрогенсульфіду, метану) та прориви підземних вод. Тільки при підземному видобутку вугілля на шахтах світу щороку виділяється 25-28 млрд. м³ метану. У країнах, де на шахтах виділяється багато метану, його використовують для опалення приміщень. З метою економії природного газу замість повітряного дуття у котли використовують метаново-газові суміші, навіть якщо вміст метану становить менш як 2,5%.

Внаслідок порушення водоносних горизонтів відбувається приплив підземних вод у шахти та кар’єри. Щороку з шахт України відкачують понад 600 млн. м³ шахтних вод з підвищеною мінералізацією (7,7-103,5 г/л), яка інколи досягає 150 г/л. Такі води, які відкачують у ставки-накопичувачі, спричинюють засолення навколишніх ґрунтів і водоносних шарів.

У Центральному Донбасі внаслідок заглиблення дев’яти кар’єрів на 50-70 метрів від поверхні й відкачування з них підземних вод відбувалося різке зниження їх рівня на всій площі регіону. Також у два-три рази підвищувалася мінералізація підземних вод, яка досягла 2,5 г/л.

У Донбасі за роки існування вугільної промисловості навколо шахт утворилося близько тисячі териконів з відвальної породи. Тільки на 12 з них здійснено рекультиваційні роботи: їх засипано ґрунтом і засаджено деревами. На решті териконів вигоряють залишки вугілля з виділенням в атмосферу отруйних газів. Щороку на підприємствах регіону утворюється близько 70 млн. м³ забруднених промислових і побутових стічних вод. Близько 3 тис. га орних земель засмічено різними промисловими відходами (металобрухт, залишки будівельних матеріалів тощо). Через значні порушення земної кори шахтами у багатьох селах із колодязів зникає вода і її доводиться завозити.

Одним із найважливіших завдань раціонального використання мінеральних ресурсів є зменшення втрат корисних копалин під час їх розробки, які бувають дуже значними. Так, при шахтному видобутку сировини вони становлять 20-60%, вугілля – 20-40%, руд чорних і кольорових металів – 15-25%. При відкритому видобутку втрати менші і становлять не більш як 10-12%. Тому з метою зниження втрат під час видобутку корисних копалин перевагу слід віддавати відкритому способу.

У разі підземного видобутку втрати значно зменшуються, якщо застосовувати закладання пустими породами відпрацьованих підземних порожнин (штреків, штолень). У цьому випадку можна додатково вилучити до 98,6% руди при одночасному істотному зниженні енергетичних і матеріальних витрат, які пов’язані з підійманням нагору пустих порід.

Для зменшення втрат корисних копалин і охорони надр потрібно проводити повне розвідування родовищ з тим, щоб території, в надрах яких знаходяться родовища корисних копалин, не були забудовані або в їх зоні не були створені водосховища. Після завершення експлуатації родовищ слід обов’язково виконувати рекультиваційні роботи.

Заощадити мінеральні ресурси можна за рахунок істотного вдосконалення технології видобутку корисних копалин: свердловинне гідродобування й вилуження, підземне виплавляння сірки та газифікація вугілля тощо. Потрібно застосовувати технології комплексної переробки сировини, вилучаючи всі корисні інгредієнти, а пусту породу використовувати як будівельний або закладний матеріал. Пусті породи з вугільних та інших шахт використовують для будівництва шляхів, гідротехнічних дамб, виробництва будівельних блоків, заповнення відпрацьованих штолень, штреків і кар’єрів. З порід, які раніше складувалися, почали виготовляти щебінь, цемент, скло, силікатну цеглу, вогнетриви й формувальні матеріали. На підприємствах кольорової металургії з руд поряд з основними металами почали додатково вилучати сполуки ще 60 елементів (селен, індій, бісмут, кобальт та ін.).

Суттєво зменшити споживання руд можна за рахунок вилучення корисних речовин із викидних газів, пилу та стічних вод. З цих відходів добувають сірку, ванадій, цинк, свинець, молібден та рідкісні метали.

Таким чином, раціональне використання і охорона надр передбачають такі заходи:

• створення нових високоекологічних технологій розробки родовищ корисних копалин;

• вилучення з добутої мінеральної сировини (у тому числі й бідних руд) усіх хімічних елементів, або сполук що містяться в них;

• утилізація відпрацьованої породи або надійне її захоронення;

• запобігання втратам мінеральної сировини в період експлуатації родовищ;

• вилучення з руд основних і супутніх компонентів;

• збереження чистоти водоносних горизонтів, очищення й утилізація стічних вод;

• забезпечення економії мінеральної сировини при транспортуванні й переробці;

• удосконалення методів захоронення радіоактивних відходів із метою запобігання радіоактивного забруднення навколишнього середовища;

• охорона родовищ корисних копалин від затоплення при створенні водосховищ, організація звалищ промислових і побутових відходів;

• охорона родовищ від пожеж;

• пошук природних і штучних замінників дефіцитних мінеральних сполук, більш повне використання вторинних ресурсів;

• використання альтернативних екологічно чистих джерел енергії.

2. Хоч би якого високого ступеня безвідходності досягали технологічні процеси і виробництва на рівні окремих регіонів, промислових комплексів, на народногосподарському рівні безвідходні технології – це, насамперед, залучення у виробництво вторинних ресурсів.

Використання вторинних ресурсів (відходів, які вдруге можуть бути використані в народному господарстві) дозволяє економити первинні ресурси, покращує стан навколишнього середовища, збільшує випуск продукції.

Підвищення ефективності суспільного виробництва в економічно розвинених країнах відбувається через максимально можливе збереження в обробці вже добутих із природного середовища первинних ресурсів.

Єдиної класифікації вторинних ресурсів (відходів) немає, тому їх розподіляють за кількома принципами:

• за галузями, де вони утворюються (побутові, сільськогосподарські, промислові, каналізаційні ;

• за конкретними виробництвами (відходи ТЕС, коксохімічного заводу тощо);

• за агрегатним станом;

• за тоннажністю;

• за ступенем використання;

• за цінністю компонентів;

• за впливом на довкілля.

До вторинних ресурсів відносять сукупність відходів виробництва і споживання. Джерелами утворення відходів виступають промислові підприємства будівництва, транспорту і зв’язку, сільського господарства, сфери послуг, житлово-комунального господарства та населення. До відходів виробництва (промислових відходів) належать залишки сировини, напівфабрикатів, відходи видобутку й збагачення корисних копалин тощо. Наприклад, відомо, що виплавляння металу супроводжується утворенням шлаків. Їх переробка визначає організацію безвідходного виробництва. Доменні шлаки використовуються для виробництва цементу, бетону, шлакоблоків у будівництві автошляхів. Флотаційні відходи збагачення вугілля використовуються для виробництва силікатної цегли, а відходи коксохімічного виробництва – для виробництва в’яжучих матеріалів. Відходи теплових електростанцій служать сировиною для будівельних матеріалів – бетонних блоків, панелей шляхового покриття, силікатної цегли. У США вони використовуються з цією метою на 20%, у Великобританії – на 60%, у Франції – на 72%, у Фінляндії – на 84%.

Найбільшими постачальниками відходів є гірничодобувний, гірничо-збагачувальний комплекс, металургійна, хімічна та енергетична галузі промисловості. За даними Міністерства екології та природних ресурсів, відвали в Україні займають площу близько 55 тис. га, в яких зосереджено понад 20 млрд. т промислових відходів. Багато з них містять цінні компоненти. Тому ці метали доцільно вилучати і повторно використовувати (у відходах Черкаського заводу Хімреактивів міститься до 65% нікелю, у шлаках Черкаського ВО Хімволокно – 4% цинку). Гірничорудна промисловість України використовує лише 12% добутої гірської маси, тоді як у розвинених країнах - приблизно 66%. У Кривбасі накопичилося понад 4 млрд. м³ відходів гірничої промисловості, з яких отруйні речовини потрапляють навіть у Чорне море.

Важливим джерелом сировини є відходи споживання (побутові відходи) – вироби й матеріали, що використовувалися населенням, втратили свої важливі якості та були викинуті населенням. Дослідження, проведені в Німеччині, показали, що на кожного жителя щорічно припадало 127 кг скла, 173 кг паперу, 1271 кг інших відходів побутового сміття або цінних матеріалів. Одне вибіркове обстеження населення м. Констанца (ФРН) показало, що за відокремленого збирання цінних побутових відходів та їх сортування ще вдома в залишковому смітті вагою 5160 кг містилося 607 кг паперу, 455 кг скла. У ФРН нині встановлено 100 тис. контейнерів для збору утильсировини. Завдяки відкриттю сміттєвої сировинної бази із вторинних ресурсів отримують 55% сталі, 53,5% паперу, 50,6% свинцю, 43,2% скла, 38,5% міді, 38,34% алюмінію, 20% будівельних матеріалів. Побутове сміття стало істотним джерелом сировини в багатьох країнах, а це економить ліс, воду, енергію, паливо. Скажімо, якщо у виробництві скла додають 10% розбитого, то витрати на енергію скорочуються на 2%.

Відходи сільського господарства – це відходи рослинництва і тваринництва. Рослинні відходи (солома) можуть використовуватись як корм худобі, сировина для одержання паперу, сорбент нафтопродуктів та катіонів важких металів зі стічних вод. З відходів тваринництва отримують біогаз та біоперегній.

Джерелами радіоактивних відходів можуть бути АЕС, заводи, на яких одержують ядерне паливо, радіохімічні заводи, дослідні установи. Перші захоронення радіоактивних відходів здійснені в 1944 р. у США в північно-східній частині Тихого океану на відстані близько 80 км від узбережжя Каліфорнії. Тривалий час захоронення радіоактивних відходів здійснювалося у Карському морі дещо східніше від Нової Землі. Металеві контейнери, які використовуються військово-морським флотом для затоплення радіоактивних відходів, руйнуються у морській воді через 10 років, бетоновані – через 30 років. Контейнери з твердими радіоактивними відходами (або ті, що переведені у твердий стан сплавлянням зі склом, асфальтом, змішуванням з бетоном) захороняють:

• у шахтних виробітках;

• на дні океану;

• у соляних відпрацьованих шахтах.

Під час захоронення відходів враховують умови зберігання. Поблизу не має бути населених пунктів чи родовищ корисних копалин. Матеріал контейнерів має витримувати високий тиск, температуру, дію агресивного середовища, зона захоронення не може перебувати у сейсмічно активних районах.

Напрямок природокористування, спрямований на збільшення темпів виробництва, якщо завдяки цьому стабілізуються або навіть сповільнюються темпи використання первинної сировини, називають ресурсозбереженням. Воно досягається за рахунок:

а) упровадження нових технологій;

б) переробки вторинних ресурсів.

Резерви утилізації відходів в Україні дуже значні; вона за багатьма показниками використання вторинної сировини відстає від розвинених країн світу. Так, частка макулатури у виробництві паперу й картону в Україні становлять 20%, а металу з металевого брухту – 17%.

Споживання енергоресурсів у всьому світі безперервно збільшується. У період з 1990 по 2000 р. споживання енергоресурсів на 1 людину збільшилося приблизно в 5 разів. Задоволення зростаючих потреб населення полягає в раціональному використанні енергоресурсів, що і передбачає такий напрямок ресурсозбереження як енергозбереження. Цей напрям НТП дозволяє, насамперед, зменшити енергоємність одиниці продукції за модернізації процесів виробництва. Крім того, зменшення енергоємності виробництва відбувається й за оптимізації галузевої структури народного господарства, коли в ній підвищується частка галузей групи Б, які вирізняються меншою енергоємністю, ніж галузі групи А.

У всіх країнах вдаються до різних заходів у сфері економії енергії на виробництві та в побуті. До них належать: впровадження норм та обмежень витрат енергії, палива з відповідними системами штрафів та перевитрату; вилучення з експлуатації застарілих транспортних засобів із високими витратами палива, обмеження порожніх пробігів автомобілів, впровадження літнього часу, покращення теплоізоляції помешкань тощо.

Істотним резервом економії енергії є використання вторинних енергетичних ресурсів (теплових відходів). Теплові відходи в значних обсягах утворюються в різних галузях промислового виробництва, а також на тепло- і електростанціях. Відпрацьовані пару й гарячу воду використовують для опалення та гарячого водозабезпечення. Теплоту викидних газів можна використати для сушіння, дистиляції, випарювання та здійснення інших процесів. У хімічній промисловості утилізовану теплоту продуктів реакції використовують для попереднього нагрівання сировини (реагентів).

Однак ресурсо- та енергозбереження дозволяють хіба що сповільнити темпи зростання виробництва електроенергії, але не зменшують її абсолютного виробництва, тому НТП має розвиватись з використанням екологічно безпечних, альтернативних джерел енергії.

3. Бурхливий процес світового економічного розвитку породив безвідповідальне ставлення людей до природи. Він привів до вольових рішень, які виявилися і можуть у найближчій перспективі виявитися згубними для екосистем, які формувалися тисячі й мільйони років. Екологічна система нашої планети стоїть перед загрозою деградації. Це парниковий ефект, дефіцит кисню і озонові діри, кислотні дощі, згубні концентрації радіоактивних ізотопів, різних хімічних забруднень ґрунту, води і харчових продуктів.

За твердженням британського журналу The Economist, тверді відходи, - це екологічна проблема, що викликає найбільшу заклопотаність жителів розвинених країн. Тому утилізація відходів віддавна є важливою проблемою розвинених країн.

Історично "на виду" завжди були рідкі та газоподібні відходи - промислові забруднення води та повітря - і вони ставали об'єктом першочергового контролю і регулювання, в той час, як тверді відходи завжди можна було відвезти подалі або закопати - просто тим або іншим способом прибрати " геть з очей". Це також називалося гордим виразом «утилізація відходів». У прибережних містах відходи досить часто просто скидалися в море. Екологічні наслідки утилізації відходів - через забруднення підземних вод і ґрунтів - виявлялися іноді через кілька років або навіть кілька десятків років, проте були від цього не менш руйнівні. У суспільній свідомості поступово сформувалася ідея про те, що закопування відходів в землю або скидання їх у море - це неприпустиме перекладання проблем на плечі нащадків. Паралельно намітилася й інша тенденція: чим жорсткіше було законодавство з контролю води та повітря, тим більше вироблялося твердих токсичних відходів, так як всі методи очищення газоподібних і рідких середовищ призводять до концентрації забруднювачів у твердій речовині: в мулах, опадах, попелі і т.д.

В даний час в розвинених країнах виробляється від 1 до 3 кг побутових відходів на душу населення в день, що складає десятки і сотні мільйонів тонн на рік, причому, в США, наприклад, ця кількість, збільшується на 10% кожні 10 років. У зв'язку з відсутністю місць для захоронення цієї величезної кількості відходів на Заході заговорили про кризу відходів або кризу звалищ. У японських гаванях насипані "сміттєві острови" з гір побутових відходів, вироблених в метрополіях; в США міста на Північно-Східному узбережжі відправляють своє сміття в інші країни в океанських баржах. Історія найбільш злощасної з таких барж – Munroe, яка протягом року плавала від порту до порту, намагаючись «сплавити» сміття з Нью-Джерсі, і повернулася додому, так і не вивантажили жодної тонни, потрапила у всі екологічні хрестоматії та підручники, як найбільш яскрава ілюстрація кризи звалищ.

ри уважному розгляді проблема утилізації відходів видається більш складною, ніж просто нестача місця для нових звалищ. Місць для нових звалищ завжди не вистачало: за свідченням журналу Waste, ще в 1889 році американський федеральний чиновник скаржився, що "сміття стає нікуди викидати, і скоро ми повинні будемо придумати новий метод позбавлятися від нього".

Перечислимо проблеми, які стимулюють розвиток утилізації відходів:

• Об’єм твердих побутових відходів безперервно зростає як в абсолютних величинах, так і на душу населення.

• Склад твердих побутових відходів різко ускладнюється, включаючи в себе все більшу кількість екологічно небезпечних компонентів.

• Ставлення населення до традиційних методів звалювання сміття на звалища стає різко негативним.

• Закони, що посилюють правила поводження з відходами, приймаються на всіх рівнях урядів.

Нові технології утилізації відходів, у тому числі сучасні системи поділу, сміттєспалювальні заводи-електростанції і санітарні полігони захоронення, все більш широко впроваджуються в життя.

Економіка управління відходами ускладнюється. Ціни утилізації відходів різко зростають. Сучасне управління відходами неможливо уявити без приватних підприємств і великих інвестицій.

Всі ці аспекти проблеми зав'язані у вузол, який затягувався в розвинених країнах протягом останніх 20-30 років все тугіше й тугіше.

Традиційно побутові відходи вивозилися на звалища, розташовані поблизу населених пунктів. Згодом внаслідок постійної загрози здоров'ю населення (отруєння ґрунтових вод, розмноження переносників захворювань, неприємний запах, дим від частих самозаймання) в багатьох країнах стали вживати більш суворі правила їх розміщення, конструкції та експлуатації. Негативне ставлення населення і нові стандарти робили відкриття нових звалищ (або "полігонів із захоронення твердих побутових відходів ", як вони стали називатися) все більш складною справою.

У цей час якраз і заговорили про раніше згадувану кризу звалищ. Хоча криза звалищ – це проблема, швидше "політична", ніж "фізична", однак, незалежно від того, чи є брак місця "реальним" чи "уявним", будівництво нових полігонів у певний момент різко дорожчає: у США, наприклад, тільки отримання ліцензії на будівництво полігону (ще до того як куплена ділянка) може обійтися в $ 500,000.

Ситуацію не змінила поява на початку 80-х років сміттєспалювальних заводів "нового покоління" (забезпечених високотехнологічними пристроями очищення викидів). Сміттєспалювальні заводи, подібно до звалищ, були негативно зустрінуті населенням через небезпеку забруднення діоксинами та іншими забруднювачами повітря, а також через невирішеність проблем з похованням токсичної золи, що утворюється при спалюванні твердих побутових відходів. Знаходити майданчики для сміттєспалювальних заводів виявилося зовсім не легше, ніж для полігонів, а собівартість спалювання відходів навіть у таких густонаселених країнах, як Голландія, виявляється зовсім не нижчою, ніж собівартість закопування їх у землю. У країнах з розвиненим екологічним законодавством до половини капітальних витрат при будівництві сміттєспалювальних заводів йде на установку повітроочисних систем. До 1/3 експлуатаційних витрат сміттєспалювальних заводів йде на плату за захоронення золи, яка утворюється при спалюванні сміття і є набагато більш екологічно небезпечною речовиною, ніж тверді побутові відходи самі по собі.

Коли вартість (а значить, і ціна) утилізації відходів значно зростає, ринок утилізації починає залучати великі приватні компанії. Такі компанії в основному будують і експлуатують гігантські "сміттєзнищувальні" підприємства, розміщені на дешевій землі далеко від міст, де виробляється найбільша кількість твердих побутових відходів. Будівництво таких підприємств зазвичай зустрічає набагато більшу ворожість місцевого населення, ніж будівництво муніципальних звалищ, оскільки ніхто не хоче мати під боком звалище "чужого сміття" з метрополії. Крім того, звалище, що належить приватній компанії, сприймається населенням, як правило, більш вороже, ніж муніципальне звалище тих же розмірів, розташоване у тому ж місці. Під тиском громадськості політики наполягають на запровадженні жорсткіших стандартів, що в свою чергу збільшує вартість утилізації відходів. Це призводить до того, що все більша кількість відходів потрапляє в руки великих корпорацій, що мають не тільки фінансові кошти виконати жорсткі екологічні стандарти, а й можливість подолати (не завжди законними засобами) опір місцевих політиків при вирішенні питання про розміщення звалища. Ворожість населення до величезних корпорацій зростає і ми потрапляємо у вихідну точку порочного кола, вузол "сміттєвої кризи" затягується ще тугіше.

У результаті ми можемо виділити плюси і мінуси вищевказаних способів утилізації.

Утилізація відходів: складування

 Переваги

• Не вимагає постійних і великих капіталовкладень.

• Місця складування відходів можуть не оновлюватися десятиліттями.

• Дозволяють одночасно позбутися великої кількості твердих побутових чи промислових відходів.

• Результати руйнівного впливу звалищ на природу не видно відразу.

Недоліки

• Витрати на боротьбу з наслідками згубного впливу звалищ, тобто на охорону природи, охорону здоров'я, у багато разів перевищують витрати на будівництво заводів з переробки твердих побутових відходів.

• Звалища для утилізації відходів постійно розростаються і на них ідуть все нові величезні території. Кількість звалищ безперервно збільшується.

• Тверді побутові та промислові відходи, що розкладаються на звалищах, проникають у ґрунт, тим самим, заражаючи його. Отруйні випари забруднюють повітря. Залишки твердих побутових відходів потрапляють у водойми і згубно позначаються на стані води, шкодять флорі та фауні цих водойм. Всі ці наслідки негативно впливають на здоров'я людини, порушують обмінні процеси в природі.

• Наслідки руйнівного впливу звалищ на природу можуть виявитися необоротними в майбутньому.

 Утилізація відходів: захоронення

 Переваги

• Дозволяє забути про проблему утилізації відходів. Створюється видимість відсутності проблеми – якщо закопати тверді побутові відходи, то вони зникнуть.

• Не потрібні нові величезні території.

• Не вимагає постійних і великих капіталовкладень.

Недоліки

• Відходи, що знаходяться в ґрунті, отруюють її, потрапляючи через підземні води у водойми, представляють величезну небезпеку для людини і тварин.

• Підземні звалища не помітні, на перший погляд, але на поверхні землі над ними ґрунт отруєний і розпушений, він не придатний ні для будівництва, ні для землеробства, ні для випасу худоби. Більше того з поверхні ґрунтів над звалищами часто випаровуються їдкі токсичні речовини.

• Витрати на боротьбу з наслідками згубного впливу поховань відходів, тобто на охорону природи, охорону здоров'я, у багато разів перевищують витрати на будівництво заводів з переробки твердих побутових відходів.

 Утилізація відходів: зливання водойми

 Переваги

• Не вимагає великих одноразових капіталовкладень.

• Злиті відходи швидко поширюються по поверхні води, швидко осідають на дно, розчиняються, створюючи видимість чистоти.

• При блокуванні місць зливу відходів, отруйні речовини поширюються не відразу і не помітно.

Недоліки

• Затрати на очищення води, фільтрацію; збитки для риболовецької промисловості, водного транспорту у багато разів перевищать витрати на будівництво заводів з переробки та утилізації відходів.

• По поверхні води, по дну водойм продукти розкладання відходів поширюються на величезні відстані, отруюючи акваторію, роблячи її непридатною для життя риб, для використання в промисловості. Розчинені у воді їдкі, а часом і токсичні відходи вкрай небезпечні для тварин і людини.

• Блокування місць зливу відходів вселяє людям спокій, притупляє пильність, це призводить до того, що поширенню отруйних речовин ніхто не перешкоджає.

 Утилізація відходів: спалювання

 Переваги

• Дозволяє одноразово позбутися великої кількості сміття.

• Зручно у великих містах і на великих підприємствах, так як дозволяє позбуватися від відходів у міру їх надходження.

• Після спалювання відходів залишається отруйний попіл, який, згодом, теж доводиться утилізувати одним з вище перерахованих способів.

Недоліки

• Отруйні гази, що викидаються в атмосферу з димом, спричиняють важкі захворювання у людей, сприяють утворенню озонових дір.

• Через постійні викиди диму в атмосферу над містами та підприємствами утворюються щільні димові завіси.

 Утилізація відходів: переробка

 Не дивлячись, на всі перераховані вище способи утилізації, існує ще один спосіб - це вторинна переробка. Причому цей спосіб найбільш ефективний, так як він є не лише екологічно чистим, а й ресурсозберігаючим. Для прикладу наведемо вторинну переробку поліетилентерефталату в Японії.

Компанія «Негдю Санге» в Японії з початку 80-х років почала виробляти зі старих поліетилентерефталанових виробів (ПЕТ) поліефірні волокна. Процес вторинного використання ПЕТ нескінченний. Виготовивши одного разу з відходів ПЕТ-килимок, його після зносу можна переробити в килимове покриття для багажників автомобілів, і так далі. Японська фірма «Мідзуно» з вторинного поліефіру (вміст більше 50%) виробляє спортивний одяг для школярів, кросівки зі штучної шкіри (40% вторинного поліефіру). Фірма «Гундзе» з ефірного матеріалу виробляє скатертини, кухонні рукавиці, ковпачки для чайників, підставки і т.д. Компанія «Одзакі Седзі» з пряжі, що складається з 70% поліефіру і 30% вовни, виготовляє шкільну форму, причому на виготовлення дорослого комплекту форми йде близько 15 пластикових пляшок. Корпорація «Лайон Офіс Профктс» пішла далі - вона виробляє тканинні покриття і матеріал подушок для офісних стільців, полиці для папок і книг зі стовідсотково вторинної пластмаси. Причому стільці легко розбираються, і більшість їх деталей можна використовувати повторно.

Але вдруге переробляти можна не тільки поліетилентерефталат. Так вдруге можна використовувати скло, металобрухт і ті ж харчові відходи.

При сучасних технологіях створення екологічно безпечних полігонів вимагається:

• Пошук вододільної ділянки з глибоким заляганням грунтових вод

• Формування котловану для складування відходів, глибиною вище рівня грунтових вод

• Викладання та герметичне запаювання пластиком днища ібортів котловану

• Створення системи відводу інфільтрату на водоочисні споруди

• Створення дренажної системи для вловлення біогазу.

• Пошарове складування твердих побутових відходів та відходів гірничо-видобувної промисловості з метою запобігання процесам самозаймання.

4. Система сортування твердих побутових відходів надзвичайно важлива для економіки будь-якої країни, оскільки передбає переведення речовин з статусу непотрібних відходів у вторинні ресурси, використання яких дозволяє зекономити значну частину ресурсів та енергію.

Вторинні ресурси – матеріали та вироби, які після первинного використання можуть застосовуватися повторно у виробництві як вихідна сировина або виріб. Вторинні ресурси є джерелом додаткових матеріально-технічних ресурсів.

Завдяки їх використанню знижується собівартість і питомі капітальні вкладення, прискорюються темпи економічного зростання. Основними джерелами вторинних матеріальних ресурсів служать відходи виробництва і споживання продукції.

Відходи виробництва – це залишки сировини, матеріалів, напівфабрикатів, що утворилися при виробництві продукції або виконанні робіт і втратили повністю або частково вихідні споживчі властивості.

Відходи споживання – вироби та матеріали, які втратили свої споживчі властивості в результаті фізичного чи морального зносу. На практиці розрізняють невживані відходи, для яких в даний час відсутні умови використання та вторинну сировину, яка в зараз може повторно застосовуватися в народному господарстві.

При оборотному використанні невідновні ресурси ніби трансформуються у відновлювані. При цьому вторинні ресурси щорічно «відтворюються» в розширеному вигляді – темпи зростання обсягів відходів в індустріально розвинених країнах перевищують вдвічі динаміку матеріального виробництва та природного приросту населення.

Глибока утилізація вторинних ресурсів сприяє впровадженню маловідходної і безвідходної технологій. Зрозуміло, безвідходна технологія – це ідеальна модель, на яку орієнтоване сучасне виробництво. Досягти 100% безвідходності практично нереально. Тому величину понад 90% прийнято вважати відповідною безвідходному виробництву, а 75-90% - маловідходному. Створення таких виробництв – процес тривалий, що вимагає вирішення цілого ряду технологічних, економічних, організаційних та інших завдань.

 Види вторинних ресурсів

 Метал

Більшість металів доцільно переробляти вдруге. Непотрібні або ж зіпсовані предмети, так званий металобрухт, здаються на пункти прийому вторсировини для подальшої переплавки. Особливо вигідна переробка кольорових металів (міді, алюмінію, олова), поширених технічних сплавів і деяких чорних металів (чавун).

Вторинні пластмаси

До вторинних пластмас відносять:

• ПЕТ (ПЕТФ) – поліетилентерефталат;

• ПВХ – полівінілхлорид;

• ПП – поліпропілен;

• ПЕНД – поліетилен низького тиску;

• ПЕВТ – поліетилен високого тиску;

• ПВ – поліетиленовий віск;

• ПА – поліамід;

• АВС – акрилонітрилбутадієнстирол;

• ПС – полістирол;

• ПК – полікарбонат;

• ПБТ – полібутилентерефталат.

Вторинні ресурси: поліетилентерефталат

Існуючі способи переробки відходів ПЕТ можна розділити на дві основні групи: механічні та фізико-хімічні.

Основним механічним способом переробки вторинних ресурсів ПЕТ є подрібнення, якому піддаються некондиційна стрічка, ливарні відходи, частково витягнуті або невитянуті волокна. Така переробка дозволяє отримати порошкоподібні матеріали і крихту для подальшого лиття під тиском. Характерно, що при подрібненні фізико-хімічні властивості полімеру практично не змінюються.

При переробці механічним способом ПЕТ-тари отримують флекси, якість яких визначається ступенем забруднення матеріалу органічними частками і вмістом в ньому інших полімерів (поліпропілену, полівінілхлориду), паперу від етикеток.

Фізико-хімічні методи переробки вторинних ресурсів ПЕТ можуть бути класифіковані наступним чином:

• - деструкція відходів з метою отримання мономерів або олігомерів, придатних для одержання волокна і плівки;

• - повторне плавлення відходів для отримання грануляту, агломерату і виробів екструзією або литтям під тиском;

• - переосадження з розчинів з отриманням порошків для нанесення покриттів, отримання композиційних матеріалів;

• - хімічна модифікація для виробництва матеріалів з новими властивостями.

Кожна із запропонованих технологій має свої переваги. Але далеко не всі з описаних способів переробки ПЕТ застосовні до відходів харчової тари. Багато з них дозволяють переробляти тільки незабруднені технологічні відходи, залишаючи незачепленою харчову тару, яка як правило сильно забруднена білковими і мінеральними домішками, видалення яких пов'язане із значними витратами, що не завжди економічно доцільно при переробці в середньому і малому масштабі.

Вторинні ресурси: акумулятори і батареї

На сьогоднішній день всі типи батарей, що випускаються в Європі, можуть бути перероблені незалежно від того чи є вони перезарядними. Для переробки не має значення чи батарея заряджена, частково розряджена чи розряджена цілком. Після збору батарей вони підлягають сортуванню і далі залежно від того, до якого типу вони належать, батареї відсилаються на відповідний завод з переробки.

Переробкою батарей в Європі займається близько 40 підприємств.

Ефективність переробки визначається у відсотковому співвідношенні вторинних ресурсів, що надійшли на переробку, і матеріалу, отриманого після переробки.

Варто пам'ятати, що точну ефективність переробки неможливо знати заздалегідь з наступних причин:

• - склад вторинних ресурсів, що надходять на переробку, значно різниться від партії до партії і від країни виробника – це відбувається через змішання батарей від різних виробників і різного ступеня розрядки кожної конкретної батарейки;

• - в процесі переробки батареї змішуються з іншими матеріалами, тому визначити точно ефективність переробки батарей і «додаткових» матеріалів неможливо;

• - переробка включає в себе кілька стадій, кожна з яких відбувається на різних виробництвах, тому межі, в яких повинна вимірюватися ефективність переробки, неясна.

Процес HTMR складається з трьох основних кроків: підготовка суміші; випалювання; плавка і виливка. На етапі підготовки суміші батареї різних типів змішуються, і з них виготовляються брикети, потім брикети поміщають в піч з обертовим нагрівачем (RHF) при температурі 23000 °F. У процесі нагрівання в камеру підводяться різні гази для прискорення спалювання зайвих компонентів сміття і плавки металів. Отримані газові відходи проходять систему рідинного очищення. Отримані в RHF злитки поміщають в електродугову піч (EAF), де відбувається поділ рідкої фази металу і шлаків. Шлаки є безпечними для здоров'я, тому надалі вони використовуються в будівництві будівель і доріг. Отримані злитки поділяються на болванки і плавлять з додаванням заліза, до досягнення стандартного складу – нікель від 8% до 16%, хром від 9% до 16%, залізо - решту, незначний вміст марганцю, вуглецю і молібдену.

Текстиль та взуття

У багатьох країнах Європи на сміттєзбиральних майданчиках спальних районів, крім контейнерів для збору металу, пластику, паперу та скла, з'явилися контейнери для збору використаного одягу, взуття та ганчір'я. Таким чином текстиль також увійшов до категорії вторинних ресурсів.

Все ганчір'я надходить в сортувальний центр. Тут відбувається відбір одягу, який ще може бути придатним для використання, згодом він надходить до благодійних асоціацій для незаможних, церкви і червоного хреста. Непридатний одяг проходить ретельний відбір: відокремлюються всі металеві та пластмасові деталі (ґудзики, змійки, кнопки тощо), потім розділяють за типом тканини (бавовна, льон, поліестер і т. д.). Наприклад джинсова тканина надходить на заводи з виробництва паперу, де тканина подрібнюється і відмочується, після цього процес виробництва ідентичний до целюлози. Метод виробництва паперу з тканини зберігся незмінним вже багато століть і був завезений до Європи Марко Поло, коли він уперше відвідав Китай. У результаті виходить два типи паперу:

• • «артистичний» для акварелі або гравюри зі своєю текстурою, міцністю і довговічністю;

• • папір для виробництва банкнот.

Взуття піддається схожому процесу сортування: підошва відділяється від верху, компоненти сортуються за типом матеріалу, після чого надходять на підприємства з переробки гуми, пластмаси і т. д. У цьому свого успіху досягла інноваційна компанія спортивного одягу NIKE, в магазинах якої в США можна отримати знижку, залишивши свої зношених кросівки.

Вторинні ресурси: бетон і відходи бетонного виробництва

У процесі приготування і застосування бетонних сумішей завжди утворюються відходи і залишки свіжого бетону в змішувачах, бетоновозах та бетононасосах, у технологічних машинах, у формах і ємностях.

Відомо, що техніку чистять і промивають водою від залишків бетону, інакше ресурс її нормальної роботи буде дуже швидко скорочуватися. Залишки бетону після промивки техніки містять:

• • інертні наповнювачі;

• • воду і цементне молочко;

• • рідкі хімічні добавки.

Принцип роботи будь-якої установки зводиться до відділення твердих частинок та рідкого залишку з подальшим повторним використанням отриманих компонентів.

Центральне місце в комплексі займає установка промивання матеріалу. При цьому фактично відбувається відділення дрібних частинок менше 0,18 мм від більших (піску і різних фракцій), що запобігає затвердінню матеріалу. Промитий матеріал збирається в спеціальний контейнер і може застосовуватися для приготування бетону, а отримана вода з частинками менше 0,18 мм подається у водяний бак, де за допомогою мішалки вони підтримуються в підвішеному стані, що перешкоджає накопиченню і затвердінню цементного молочка. Наступною сходинкою процесу є подача стічних вод в очисний конус, де під дією сили тяжіння відбувається скупчення дрібних частинок і утворення шламу. В конусі шлам утримується до певного стану і передається в шламовий бункер. Рівень очищеної води у колоні підвищується, і через переливний отвір вона потрапляє в проміжний бункер, звідки може бути взята і використана знову в бетонному виробництві.

Система сортування передбачає наступні складові:

• Мотивація населення до сортування. Для цього застосовують економічні важелі впливу – встановлення диференційованої ціни на сортоване і несортоване сміття. Зокрема вивіз несортованого сміття коштує досить дорого, а сортоване заберається безкоштовно, або навіть зпевною доплатою. Слід також підвищувати екологічну свідомість населення.

• Встановлення контейнерів для роздільного збирання відходів. В Європі традиційно збирають окремо папір та картон, пластик, органічні відходи, текстиль, шкло, метали та дерево.

• Роздільний вивіз посортованих відходів.

• Створення підприємств вторинного сортування або складів-накопичувачів, для формування оптимальних об’ємів відходів для перевезення на переробку.

• Створення мережі підприємств для переробки вторинної сровини.