книги / Стратегия устойчивого развития

няющие вещества и продукты их трансформации попадают в организмы людей – потребителей морепродуктов.

30.6.ОСНОВНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ, УНИЧТОЖЕНИЯ

ИУТИЛИЗАЦИИ ОТХОДОВ

Длительное время производство товаров и услуг было основано на принципах интенсивного использования природных ресурсов без их

низкоконцентрированного («бедного») сырья было более затратным и приводило

кувеличению объемов образования отходов. Переход в конце XX века к принципам устойчивого развития на фоне снижения запасов доступного первичного сырья потребовал реализации рециркуляции и повторного использования отходов как основного стратегического направления рационального использования природных ресурсов и охраны окружающей среды.

Рециркуляция и повторное использование отходов становятся более эффективными при применении технологий раздельного сбора отходов (исключение их смешивания с другими отходами, растворения в воде и рассеивания в воздухе утилизируемых компонентов), удаления (уничтожения, обезвреживания) опасных компонентов, препятствующих рециркуляции отходов, превращения отходов в материалы, пригодные для использования.

Большинство технологий обезвреживания, уничтожения и утилизации отходов производства и потребления основаны на использовании термических, физико-хи- мических и биотехнологических методов. Отходы, для которых в настоящее время отсутствуют технически возможные и экономически доступные методы переработки, временно размещаются в накопителях, отвалах, терриконах, хвостохранилищах, обеспечивающих исключение загрязнения ими объектов окружающей среды и неблагоприятное влияние на население.

Термическое обезвреживание токсичных отходов применяют в случаях, когда переработка их в полезные продукты технически затруднена и экономически нецелесообразна. К таким методам относят огневую переработку, пиролиз, жидкофазное окисление, гетерогенный катализ, высоко- и низкотемпературную плазму.

Огневая переработка (сжигание, огневые окислительные и восстановительные методы с применением катализаторов и без них) высокоэффективна в плане уничтожения опасных компонентов и получения безвредных дымовых газов, твердых остатков (пыль или шлаки в зависимости от технологии обезвреживания), но ведет

кпотере органических и других легкоокисляемых веществ, которые имеют ценность как сырье для получения многих целевых продуктов и топлива.

Переработка и обезвреживание отходов с помощью плазмы при обеспечениинеобходимоговременипребыванияобезвреживаемыхматериаловвзонегорения при высоких температурах, «закаливания» отходящих газов с целью исключения ре-

401

синтеза опасных соединений позволяют надежно и высокоэффективно перерабатывать широкий спектр отходов, содержащих супертоксиканты, канцерогенные вещества, медицинские отходы, галлоидсодержащую органику и многие другие вредные вещества.

Жидкофазное окисление эффективно для уничтожения жидких отходов, илов и шламов, осадков сточных вод. Этот метод целесообразен при предварительной обработке отходов, например перед их биологической очисткой.

Пиролиз (сухой, средне- и высокотемпературный) позволяет не только получить горючие жидкие, газообразные и твердые (кокс, полукокс) продукты, но и надежно разрушить опасные компоненты.

Гетерогенный катализ (термокаталитическое окисление, восстановление и парофазное каталитическое окисление) позволяет разрушить большой спектр опасных загрязняющих органических веществ (углеводороды, фенолы, альдегиды, кетоны, пары смол, канцерогены и многие другие) до безопасных CO2, H2 O и N2.

Физико-химические методы обезвреживания, основанные на извлечении ценных или опасных компонентов, их разрушении и трансформировании широко применяются для переработки многих видов отходов химической и нефтехимической промышленности, кубовых остатков, смол, загрязняющих растворителей.

Биотехнологические методы обезвреживания нашли широкое применение при биоремедиции нефтезагрязненных грунтов и отходов, очистке сточных вод, пылегазовых выбросов.

Привыбореметодапереработкиотходовруководствуютсяследующимипринципами: минимизация использования высококачественной энергии, рециклинг задолженных в отходах вторичных материалов, устранение опасных компонентов, экономическая доступность и целесообразность.

30.7. УПРАВЛЕНИЕ ДВИЖЕНИЕМ ТВЕРДЫХ БЫТОВЫХ ОТХОДОВ

Источниками ТБО являются жилые дома, объекты социально-культурного и бытового назначения (школы, детские дошкольные учреждения, лечебные учреждения, объекты общественного питания, зрелищные учреждения и др.), магазины, смет с улиц и площадей, рынки и т. д.

Объемы накопления ТБО существенно различаются в зависимости от степени благоустройства жилья, уровня жизни населения, этнических особенностей ипривычек, климатогеографических особенностей расположения населенного пункта и многих других факторов.

Обычно к ТБО, накапливающимся у населения и удаляемым транспортом специальных автохозяйств либо транспортом владельца жилья или объектов социальнокультурного назначения, относятся: отходы, образующиеся в жилых зданиях, включая отходы от текущего ремонта квартир; отходы отопительных устройств местного отопления; смет; опавшие листья, собираемые с дворовых территорий; выброшенные крупные предметы домашнего обихода; уличный смет; отходы от ухода за зелеными насаждениями.

402

Морфологический состав ТБО весьма разнообразен. Это бумага, пищевые отходы, дерево, металл, текстиль, кости, стекло, резина, кожа, пластмасса и др. Состав

иколичество компонентов меняются во времени (в зависимости от времени года

ипо прошествии нескольких лет) и в пространстве (в зависимости от широты местности, климата). Кроме того, морфологический состав ТБО зависит от уровня жизни населения, степени благоустройства жилья, этнических особенностей и привычек населения.

Для обезвреживания ТБО применяются различные методы: депонирование на полигонах, сжигание, компостирование.

Складирование (депонирование) ТБО на усовершенствованных контролируемых свалках (полигонах) является самым распространенным методом их обезвреживания. В европейских странах на полигоны в настоящее время направляется более 70–80 % ТБО (на сжигание приходится 15–25 %, на компостирование – 1–3 %).

Метод складирования ТБО на свалках был известен еще до нашей эры. В европейскихстранахтольковXV веке(Англия, Франция) ивXII веке(Германия) былиустановлены правила, регламентирующие устройство свалок, места их расположения. ВплотьдоконцаXIX векабольшинствосвалокбылинеконтролируемыми иявлялись источниками загрязнения атмосферного воздуха, почвы, подземных вод. В XIX веке, когда неудовлетворительная практика складирования ТБО на свалках привела к созданию антисанитарных условий в городах и стала вызывать возмущение широких слоев населения, началось проведение научных исследований и активная разработка законодательных актов, регулирующих эти вопросы. К концу XIX века была развита законодательная база и имелись научно-технические разработки по основным методам обезвреживания отходов. Это обеспечило возможность перехода к новым, более эффективным методам обезвреживания ТБО.

Вначале XX века на смену неорганизованным неконтролируемым свалкам пришли усовершенствованные контролируемые свалки, основанные на принципе послойного уплотнения и земляной засыпке, сборе и отводе дренажных вод и дегазации. Особенно большое развитие получили такие свалки в шестидесятых годах в США, где их называют «Sanitary Landfill» (санитарная свалка), в Великобритании, ФРГ, Франции.

В1980-х годах в СССР началась разработка и проектирование полигонов ТБО, которые предусматривали водонепроницаемое основание, уплотнение ТБО, засыпку грунтом, многоярусное складирование, бессточную систему и рекультивацию после прекращения приема ТБО. Ряд полигонов по этим проектам был построен в 1980–90-е годы в СССР. Однако эти полигоны не полностью отвечали современным требованиям: не был организован сбор биогаза; недостаточно надежно решались вопросы дренажа отжимных вод; не исключалось загрязнение атмосферного воздуха; высота складирования ТБО была существенно ниже принятой на зарубежных полигонах. Этих недостатков лишены высоконагружаемые высотные полигоны США, ФРГ, Великобритании и других стран, где обязательными элементами технологии являются: послойное уплотнение и засыпка ТБО; сбор и очистка отжимных вод; на-

403

дежная защита атмосферного воздуха; сбор и утилизация (уничтожение) биогаза; надежная система контроля (технологического, экологического и санитарного); подготовка ТБО к депонированию; утилизация ряда ценных составляющих ТБО [44].

ВСША в ряде штатов в 1966–1970 годах были приняты законы, запрещающие открытые неконтролируемые свалки и разрешающие Sanitary Landfill.

Современные полигоны в ФРГ начали проектировать и строить после шестидесятых годов, когда в 1965 году был принят закон и ряд подзаконных актов (документов) по отходам. После 1972 года в ФРГ действовало 130 упорядоченных полигонов ТБО(Geordnete Deponie), 16 компостныхи30 мусоросжигательных заводов. ВСССР

первые усовершенствованные свалки появились в начале 1960-х годов (Ростов-на- Дону), однако они не обеспечивали необходимую степень защиты окружающей среды от загрязнения и отличались от обычных свалок только организацией приема ТБО, их разравниванием, уплотнением и послойной засыпкой землей. Вопросы сбора биогаза и защиты подземных вод от загрязнения не решались.

Анализ тенденций развития методов переработки и обезвреживания ТБО в мировой и отечественной практике позволяет сделать вывод, что в развитых странах обычные свалки постепенно были ликвидированы к концу 1980-х годов и на первое место вышли полигоны ТБО, которые называются по-разному (санитарная земляная засыпка, санитарная свалка, контролируемая усовершенствованная свалка, полигон ТБО, Sanitary Landfill, Geordnete Deponie).

Вевропейских странах на такие полигоны в настоящее время направляется более 60–70 % ТБО, на сжигание 20–80 %, на компостирование 1–3 %.

АнализразвитияразличныхметодовпереработкииобезвреживанияТБОвразвитыхстранах показал, чтозапоследние двадцать летобъем ТБО, направляемых наполигоны, уменьшился примерно на 10–15 %, но полигоны остаются на первом месте

исохранят это место в ближайшие 10–15 лет. Возрастает доля сжигаемых отходов, они устойчиво занимают второе место. Объем таких отходов увеличился за последние двадцать лет примерно на 5–6 %, к 2000 году сжигалась примерно третья часть ТБО, еще больше возрастет объем сжигаемых ТБО к 2010 году. Доля компостируемых отходов, снизившаяся в 1970–80-е годы, начинала возрастать в 1990-е годы после создания небольших компостных заводов и компостных участков на полигонах ТБО, а также после внедрения дуальных систем (“Grune Punkt” и др.). К 2000 году доля компостируемых отходов составила примерно 4–5 %, а к 2010 году достигнет 10 % от общего объема ТБО. Резко увеличилась доля сортируемых отходов (8–10 %) к 2000 году, и к 2010 году она достигнет 15–20 %. Возрастут и темпы прироста объема пиролизуемых отходов: с десятых и сотых долей процента в начале 1980-х годов до 1 % в 2000 году и до 3–5 % – в 2010 году.

Вместе с тем необходимо отметить, что в последнее десятилетие в развитых странах четко прослеживается тенденция к переходу на новый уровень обращения с ТБО [47–50]. В последних работах исследователей этот уровень назы-

вается ISWM (integrated solid waste management) – полная (глубокая) переработка отходов.

404

ГЛАВА 31. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ТРАНСПОРТНОГО КОМПЛЕКСА

31.1. ВИДЫ И ОБЪЕКТЫ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ТРАНСПОРТНОГО КОМПЛЕКСА

Основными видами транспорта, входящими в транспортный комплекс, являются автомобильный, железнодорожный, воздушный, морской, речнойитрубопроводный. Транспортный комплекс и его инфраструктура являются одними из крупнейших потребителей исчерпаемых природных ресурсов и относятся к основным загрязнителям атмосферного воздуха, водных объектов, почвы.

Экологии транспорта посвящено большое количество научных исследований, где достаточно полно рассмотрены вопросы формирования экологических нагрузок на объекты окружающей среды и население от его отдельных видов, особенно автомобильного. Вместе с тем практически отсутствуют работы по оценке экологического воздействия транспортного комплекса, как быстро развивающейся отрасли экономики, в целом на окружающую среду и население. Недостаточно разработаны вопросы экологического менеджмента транспортного комплекса.

Известно, что транспорт в развитых странах является основным источником загрязнения атмосферного воздуха. В России также высока доля выбросов транспорта

ватмосферный воздух. По мере снижения выбросов от стационарных источников

всвязи с переходом на энерго- и ресурсосберегающие технологии, внедрения высокоэффективного пылегазоочистного оборудования в промышленности и теплоэнергетике доля транспорта в общем объеме выбросов быстро возрастает и увеличилась почти в два раза в 2005 году по сравнению с 1995 годом.

По видам транспорта наибольшие объемы выбросов приходятся: на автомобильный (более 60 %); машины и механизмы с двигателями внутреннего сгорания, используемые в дорожно-строительном комплексе (10–14 %); воздушный (2 %); речной и морской (1 %); железнодорожный (менее 1 %).

Потребление водных ресурсов транспортного комплекса на технологические нужды и водоснабжение объектов инфраструктуры относительно невелико (около 1 % от общего водопотребления в РФ), сброс загрязненных сточных вод менее 0,05 % от общего объема сброса сточных вод в России. При этом наибольший объем сброса загрязненных сточных вод приходится на автотранспорт и особенно – на объекты его инфраструктуры (около 7 млн м3 в год), речной транспорт (около 5 млн м3 в год на береговых объектах, в том числе сливных и приемных станциях стоков с судов), морской – около 3 млн м3 в год.

Под нужды транспортного комплекса в России занято немногим более 12 % земель не сельскохозяйственного назначения. Эти площади будут резко увеличиваться по мере дальнейшей автомобилизации страны, роста площадей земли, занятых дорогами, стоянками автомобилей, развития сервисной службы.

406

На современном этапе развития транспортный комплекс формирует значительную техногенную нагрузку на объекты окружающей среды и население, которая приводит к следующим негативным воздействиям на экосистемы

инаселение:

–загрязнение атмосферного воздуха, водных объектов и почвы в зоне влияния выбросовисбросовоттранспортныхмашин, механизмов, оборудованияиустановок инфраструктуры, мест размещения отходов от эксплуатации, ремонта и утилизации транспорта и объектов инфраструктуры;

–изменение химического состава, микрофлоры ифауны почввзоневоздействия выбросов, сбросов и размещения необезвреженных отходов транспортного комплекса, втомчисленефтезагрязненныхметериалов, токсичныхирадиоактивныхвеществ, зол, шлаков, твердых бытовых и промышленных отходов объектов инфраструктуры, включая отходы сервисных предприятий;

–шумовое загрязнение путем создания высоких уровней шума и вибрации оттранспортныхсредствприихработенаразныхэтапахдвижения(прогревдвигателей, разгон, торможение, работа на холостом ходу, крейсерские режимы движения);

–причинение материального ущерба в результате дорожно-транспортных происшествий, аварий и катастроф, в том числе и повлекших за собой травматизм и гибель людей, животных, разрушение почвенно-растительного покрова, гибель объектов флоры и фауны, снижение продуктивности сельскохозяйственного производства (растениеводства и животноводства);

–тепловое загрязнение окружающей среды за счет работы двигателей внутреннего сгорания, сжигания углеводородного топлива в установках и объектах инфраструктуры;

–разрушениеэлементовантропогенныхэкосистемподвоздействиемзагрязняющих веществ, содержащихся в выбросах, сбросах и отходах транспортного комплекса; угнетение, вплоть до гибели, зеленых насаждений; коррозия металлов, бетонов, разрушение других строительных материалов, приводящее к гибели исторических архитектурных и других культурных памятников, произведений искусства, порче

игибели кожаных и текстильных изделий, в том числе бесценных произведений живописи, рукописей и книг;

–отчуждение и задалживание на длительные сроки земельных ресурсов под сооружение автомобильных и железных дорог, авто- и железнодорожных вокзалов, аэродромов, речных и морских портов, объектов транспортной инфраструктуры, полос отчуждения вдоль транспортных магистралей;

–интенсификация использования многих видов природных ресурсов: атмосферноговоздухадляработыдвигателейвнутреннегосгорания; углеводородноготоплива; воды для охлаждения, мойки транспортных средств, оборудования, содержания дорог, производственных нужд и бытового водоснабжения объектов инфраструктуры; металла, стекла, пластиков, резины и других материалов для производства, ремонта

иэксплуатации транспортных средств и объектов инфраструктуры.

407

При строительстве и эксплуатации многих сооружений (автомобильных и железных дорог, водных каналов), переходов через водные объекты, сооружении аэродромов и других крупных объектов возможна активизация многих неблагоприятных природных явлений в виде оползней обвалов, заболачивания, водной и ветровой эрозии, нарушения поверхностного и подземного стока, а также путей миграции животных, гибели и угнетения флоры и фауны прилегающих территорий.

31.2. ТРАНСПОРТНЫЙ КОМПЛЕКС КАК ИСТОЧНИК ЗАГРЯЗНЕНИЯ ОБЪЕКТОВ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Функционирование транспортного комплекса может быть представлено в виде следующих четырех основных блоков:

1)строительство, эксплуатация и ремонт объектов путей сообщения (автомобильных, железных дорог) и транспортной инфраструктуры (мостовых, туннельных

идругих переходов через водные объекты и другие преграды, портовых сооружений, аэродромов и других объектов, обеспечивающих перевозочные процессы);

2)производство, эксплуатация, обслуживание и ремонт подвижного состава;

3)создание, обслуживание, эксплуатация и ремонт объектов выполнения погру- зочно-разгрузочных операций и хранения грузов;

4)строительство, эксплуатация и ремонт объектов по обслуживанию пассажиров и других участников транспортного и перевозочного процесса.

При строительстве, эксплуатации и ремонте объектов первого блока основным источником загрязнения окружающей среды являются выбросы в атмосферный воздух и сбросы в водные объекты от используемой техники, применяемой для перемещения крупнотоннажных потоков строительных материалов – песка, гравия, щебня, компонентов для производства железобетона и сборного железобетона, гидроизоляционных материалов, производства и укладки асфальтовых и иных покрытий и дорожных одежд.

При сооружении крупных объектов используются технические средства и устройства большой единичной мощности – бульдозеры, экскаваторы, скреперы, транспортные машины большой грузоподъемности, асфальто-бетонные заводы (АБЗ), которые являются основным источником загрязнения окружающей среды. Эти источники характеризуются выбросом в атмосферный воздух отработавших газов двигателей внутреннего сгорания (дизельных и карбюраторных), печных установок АБЗ, работающих на мазуте, газе, сварочных постов по производству и монтажу металлоконструкций. Источниками загрязнения водных объектов являются сбросы от мойки транспортных средств и строительной техники, АБЗ, бытовых помещений, ремонта

иобслуживания техники.

Наиболее крупным источником загрязнения окружающей среды являются объектывторогоблока, таккакосновнымпотребителемприродныхресурсовизагрязнителем является подвижной состав – автомобили, самолеты, железнодорожные электровозы, тепловозы и паровозы, морские и речные суда.

408

Значительный вклад в загрязнение окружающей среды вносит трубопроводный транспорт в результате потерь транспортируемых материалов при порывах, нарушениях герметичности, ремонтах труб, связанных с освобождением на ремонтируемых участках от транспортируемых материалов, потерь при загрузке и выгрузке.

Годовое потребление нефтепродуктов в виде расходных горюче-смазочных материалов только для автотранспорта в мире приближается к нескольким миллиардам тонн, большая часть которых сжигается в двигателях внутреннего сгорания и в виде отработавших газов с высоким содержанием загрязняющих веществ выбрасывается

ватмосферный воздух. Велики сбросы загрязненных ливневых стоков с автомобильных и железных дорог, от мойки подвижного состава, технологических и загрязненных ливневых вод от объектов инфраструктуры.

Техническое обслуживание и ремонт подвижного состава связаны с большим энергопотреблением, водопотреблением, выбросомватмосферныйвоздухисбросом

вводные объекты широкого спектра загрязняющих веществ – компонентов отработавших газов, растворителей, нефтепродуктов, антифризов и других, а также большогоколичестваотходов – исчерпавшихсвойресурсинепригодныхдлядальнейшей эксплуатациидеталей, блоков, воздушныхимасляныхфильтров, автопокрышек, тормозных колодок и устройств, непригодных для дальнейшей эксплуатации и самого подвижного состава – автомобилей, самолетов, электровозов, тепловозов, паровозов, вагонов, морских и речных судов. Среди этих отходов наряду с малоопасными присутствуют и опасные в токсическом отношении материалы.

Современное техническое обслуживание и ремонт подвижного состава характеризуется функционированием стационарных производственных участков и станций технического обслуживания (СТО), депо и ремонтных заводов, которые используют широкий ассортимент технологического оборудования, станочный парк, средства диагностики, механизации и энергетических установок, в том числе и печных на жидком или газообразном топливе, котельных, которые являются значительными стационарными источниками загрязнения окружающей среды. На этих объектах образуются большие объемы сливаемых при ремонте, техническом обслуживании

изавершенииэксплуатацииподвижногосоставаостатковтоплива, масел, тормозных жидкостей, антифриза, которые требуют определенных условий для безопасного обращения с ними, хранения и обезвреживания.

Традиционныевидыотходов: металлы, пластмассы, резинотехническиеизделия, автопокрышки, стекло – обычнотакжезагрязненынефтепродуктами, чтонеобходимо учитывать при организации систем их сбора, временного хранения и утилизации.

При техническом обслуживании и ремонте подвижного состава образуется значительное количество сточных вод с различным составом загрязняющих веществ

ирасходом в зависимости от вида технического обслуживания и ремонта, ассортимента подвижного состава. Основные объемы сточных вод образуются при мойке подвижного состава, очистке двигателей и узлов перед ремонтом с использованием моющих средств и растворителей, ремонте аккумуляторных батарей, а также ме-

409

ханической обработке узлов и деталей, гальванических процессах, освобождении емкостей, труб, шлангов от остатков технологических жидкостей, масел и топлива. При наличии локальных очистных сооружений образуется большое количество нефтезагрязненных шламов, других осадков после очистки сточных вод.

Среди объектов третьего блока наиболее значительными источниками загрязнения являются: погрузо-разгрузочные операции сыпучих и пылящих грузов, утечка жидких и газообразных продуктов, проливы и просыпки опасных грузов при повреждении тары, закантаривании грузов, повреждении ограждающих конструкций, крыш, полов складов с проникновением в складские помещения осадков в виде дождя и снега, при подтоплении складских помещений, ветровом воздействии, а также при перегреве грузов в результате экзотермических реакций, пожаров. Большие выделения загрязняющих веществ обычно происходят при ворошении, дроблении и других видах измельчения слежавшихся насыпных грузов.

Объекты четвертого блока имеют общераспространенные источники загрязнения, характерные для бытовых помещений, зданий и сооружений временного пребывания людей (общественного питания, торговли товарами повседневного пользования, гостиничного типа и др.).

31.3.ХАРАКТЕРИСТИКИ ОСНОВНЫХ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ, СОДЕРЖАЩИХСЯ

ВВЫБРОСАХ, СБРОСАХ И ОТХОДАХ ТРАНСПОРТНОГО КОМПЛЕКСА

В выбросах в атмосферный воздух от подвижных и стационарных источников преобладают загрязняющие вещества, образующиеся при сжигании топлива, пылении, испарении и утечках при транспортировке, погрузо-разгрузочных работах и хранении грузов, а также обслуживании, эксплуатации, ремонте и утилизации подвижного состава, технических средств, установок, зданий и сооружений, конструкций и отдельных элементов их инфраструктуры.

Валовый выброс от передвижных источников составляет более 90 % от общего объема выбросов транспортного комплекса. В общем объеме основными являются загрязнения от сжигания топлива. При этом состав выбросов зависит от вида и качества топлива, способа сжигания, конструкции и технического состояния двигателя, управления процессом сжигания и режимом работы двигателя, очистки (дожигания) отработавших газов.

Основным видом топлива для транспортных средств являются различные типы бензинов, дизельные топлива, сжиженный природный газ. В топливах, полученных из нефти, содержатся углерод, водород, кислород, азот и сера, а также минеральные примеси и вода. При полном сгорании образуются углекислый газ, водяной пар и диоксид серы. При неполном сгорании – угарный газ, недожог в виде сажи, большое количество недоокисленных органических продуктов (более 200 соединений).

Угарный газ (СО) токсичен и может вызывать отравления у людей. Оксиды азота (NOx) образуются в камерах сгорания двигателей при температуре 2800 °С и высоком давлении. Они обладают высокой токсичностью. При недожоге образуются различные типы углеводородов (CxHy), обладающие наряду с токсичными и канце-

410