3.6.4. Защита земель и почв от загрязнения

Основные источники загрязнения почвы — осаждение выбросов промышленных предприятий и средств транспорта, а также загрязнения от мест ликвидации и захоронения про­мышленных и бытовых отходов. Защита почв от загрязне­ния имеет специфические особенности.

При защите почв от загрязнения нужно учитывать, что в почве происходит накопление веществ, поскольку она яв­ляется малоподвижной средой и миграция загрязнений в почве происходит гораздо медленнее, чем в атмосфере и гидросфере; влияние загрязнения почвы на человека про­является косвенно через качество сельскохозяйственной продукции, а влияние на фауну и флору — непосредствен­ное; характер и степень влияния загрязнения почв на чело­века и биосферу изучено гораздо в меньшей степени, чем влияние загрязнений атмосферы и гидросферы.

Защита почвы достигается путем снижения процессов седиментации веществ из атмосферы и рационального ис­пользования удобрений и пестицидов в сельском хозяйстве.

Внесение удобрений компенсирует изъятие растениями из почвы фосфора, калия и других веществ. Однако вместе с удобрениями, содержащими эти вещества, в почву вно­сятся тяжелые металлы и соединения, которые содержатся в удобрениях как примеси. К ним относятся: кадмий, медь, никель, свинец, хром и др. Выведение этих примесей из удобрений — трудоемкий и дорогой процесс. Особую опас­ность представляет использование в качестве удобрений осадков промышленных сточных вод, как правило, насы­щенных отходами гальванического и других производств.

Защита земель. Для защиты земель используют сбор от­ходов и их последующую утилизацию или организованное захоронение. Правовые основы обращения с отходами оп­ределяются ФЗ "Об отходах производства и потребления" (1998), который преследует две цели:

— предотвращение вредного воздействия отходов на здоровье человека и окружающую природную среду;

Таблица 3.7

Эффект использования вторичного сырья по отношению к производству из первичного сырья, %

	Производство
Достигаемый эффект	стали из	стекла из	бумаги
	железно­	стекло­	из маку­
	го лома	боя	латуры
Сокращение загрязнения:
— воздуха	86	14	73
— воды	76	—	35
— земель и почвы	57	79	39
Экономия:
— энергии	74	6	70
— воды	40	50	61
— первичных ресурсов	90	54	100

— вовлечение отходов в хозяйственный оборот в каче­стве дополнительных источников сырья.

Сейчас технически невозможно использовать 2/3 обра­зующихся отходов, причем капитальные вложения при пе­реработке вторичного сырья примерно в 4 раза меньше, чем первичного. Эколого-экономический эффект использова­ния вторичного сырья на примере трех видов продукции представлен в табл. 3.7.

Твердые промышленные отходы (ТПО). Большая доля в об­щем объеме твердых отходов принадлежит металлическим от­ходам. Вторичные ресурсы металлов складываются из лома (43 %) и отходов (57 % ). Ломом называют изношенные и вы­шедшие из употребления детали и изделия из металлов. От­ходы — металлы, получаемые при механической обработке отливок и других заготовок, а также не поддающийся исправ­лению брак в процессе производства.

Основные операции первичной переработки металлоот- ходов — сортировка, разделка и механическая обработка. Сортировка заключается в разделении лома и отходов по ви­дам металлов. Разделка лома состоит в удалении неметал­лических включений. Механическая обработка включает рубку, резку, пакетирование и брикетирование на прессах. Брикетированию подвергается сухая неокисленная стружка одного вида, не содержащая посторонних примесей. Каждая партия металлоотходов должна сопровождаться удостовере­нием о взрывобезопасности и безвредности.

Отходы древесины широко используются для изготовле­ния древесно-стружечных плит.

В РФ за счет использования вторичного сырья произво­дится 30 % стали, 25 % бумаги, 20 % цветных металлов. Однако существуют пределы в утилизации отходов. По мере увеличения доли вторичного сырья в материальных циклах идет накопление примесного вещества. Например, в стали, выплавленной из металлолома, накапливается медь, цинк, кобальт. При увеличении степени утилизации отходов тре­буются большие затраты энергии на очистку и сепарацию данного вида отхода. Из этой закономерности следует вывод о принципиальной недостижимости 100 % -ной утилизации отходов, создания абсолютно безотходного производства.

На большинстве предприятий пластмассы и древесные отходы входят в состав промышленного мусора, при этом разделение мусора на отдельные его компоненты оказыва­ется экономически нецелесообразным. В настоящее время создаются новые технологии обработки, утилизации и лик­видации промышленного мусора. Качественный и количе­ственный состав промышленного мусора любого предпри­ятия примерно стабилен, поэтому технология переработки мусора разрабатываются применительно к конкретному предприятию.

В соответствии с Санитарными правилами "Порядок на­копления, транспортировки, обезвреживания и захороне­ния токсичных промышленных отходов" (1985) промыш­ленные отходы подразделяются на четыре класса: I — класс чрезвычайно опасные (наличие в отходах ртути, хромово­кислого калия, оксида мышьяка и других токсичных ве­ществ); II класс — высоко опасные (наличие хлористой ме­ди и никеля, азотистого свинца, сурьмы и др.); III класс — умеренно опасные (наличие, например, сернокислой меди, оксида свинца, четыреххлористого углерода); IV класс — мало опасные.

Примерный перечень компонентов неутилизируемых твердых промышленных отходов и их содержание, % масс, приведен ниже:

3.6. Запщта урбанизированных территорий и природных зон от опасного воздействия техносферы (региональная защита) 1

3.6.1. Этапы стратегии по защите от отходов техносферы 1

3.6.2. Защита атмосферного воздуха от выбросов 3

3.6.3. Защита гидросферы от стоков 10

3.6.4. Защита земель и почв от загрязнения 13

3.6.5. Защита от энергетических потоков и радиоактивных отходов 17

3.6.6. Защита от чрезвычайных техногенных опасностей 20

3.6.7. Экспертная оценка опасностей объекта экономики и его продукции 24

3.6.7.1. Экологическая экспертиза 24

3.6.7.2. Декларация промышленной безопасности 25

3.6.7.3. Технические регламенты 26

3.7. Защита от глобальных опасностей 28

3.8. Минимизация антропогенно-техногенных опасностей 31

Руководитель объекта экономики обязан организовать сбор, временное хранение отходов на территории предпри­ятия, рассчитать норматив образования отходов, согласо­вать лимит на размещение отходов и составить паспорт опасных отходов.

Обработку твердых отходов целесообразно проводить в местах их образования, что сокращает затраты на погрузочно- разгрузочные работы, снижает безвозвратные потери при перевалке и транспортировке. Нетоксичные отходы исполь­зуются для засыпки оврагов, в качестве изолирующего ма­териала на свалках бытовых отходов, при строительстве до­рог и дамб. Часть токсичных отходов слаборастворимых в воде III и IV классов опасности допускается для совмест­ного складирования и сжигания с твердыми бытовыми отхо­дами при условии соблюдения санитарно-гигиенических тре­бований.

Токсичные промышленные отходы должны подвергаться обработке на специальном региональном полигоне, где осу­ществляют прием, учет и сбор токсичных отходов, их обез­вреживание и захоронение.

Статистика промышленных стран Европы показала, что подавляющее количество токсичных промышленных отхо­дов (до 80 % ) имеют органическое происхождение. По фи­

зическому состоянию они делятся на следующие виды:

Твердые органического происхождения 50...60 %

Пасты и шламы органического происхождения 10...45 %

Жидкие органические отходы 10...15%

Шламы, содержащие органические и минеральные

загрязнения 6...8 %

Отходы неорганические 8... 10 %

Наиболее распространенными методами обезврежива­ния отходов в настоящее время являются:

— для отходов органического происхождения — сжига­

ние при высоких температурах 900... 1100 °С (при наличии галогеносодержащих соединений до 1200... 1400 °С); при этом методе большая часть всех токсичных отходов обезвре­живается , а объем несгоревших остатков может быть дове­ден до 10 % их первоначального объема;

— для неорганических веществ — физико-химическая обработка, которая приводит к образованию безвредных, нерастворимых в воде соединений.

Твердые бытовые отходы (ТБО). Морфологический со­став городских ТБО (%) приведен ниже:

3.6. Запщта урбанизированных территорий и природных зон от опасного воздействия техносферы (региональная защита) 1

3.6.1. Этапы стратегии по защите от отходов техносферы 1

3.6.2. Защита атмосферного воздуха от выбросов 3

3.6.3. Защита гидросферы от стоков 10

3.6.4. Защита земель и почв от загрязнения 13

3.6.5. Защита от энергетических потоков и радиоактивных отходов 17

3.6.6. Защита от чрезвычайных техногенных опасностей 21

3.6.7. Экспертная оценка опасностей объекта экономики и его продукции 24

3.6.7.1. Экологическая экспертиза 24

3.6.7.2. Декларация промышленной безопасности 25

3.6.7.3. Технические регламенты 27

3.7. Защита от глобальных опасностей 28

3.8. Минимизация антропогенно-техногенных опасностей 31

В мировой практике известно более 20 методов перера­ботки ТБО. Наибольшее практическое распространение по­лучили следующие методы: складирование на свалке или полигоне, сжигание, компостирование, комплекс компо­стирования и сжигания.

Полигон ТБО — наиболее простое и дешевое сооружение — устраивают там, где основанием могут служить глины и тя­желые суглинки. Основная масса ТБО вывозится на такие свалки, которые являются источниками загрязнения почвы, грунтовых вод и атмосферы, служат рассадником мух, птиц и крыс.

Самая серьезная проблема свалок — это загрязнение грунтовых вод. Вода с растворенными в ней загрязнителями называется фильтратом, в котором наряду с остатками раз­лагающейся органики, красителей и другими химикатами, присутствует железо, ртуть, свинец, цинк и другие металлы из ржавеющих консервных банок, разряженных батареек и других электроприборов.

Вторая проблема (особенно на полигонах) — образова­ние метана. У захороненного мусора нет доступа к кисло­роду. Поэтому его разложение идет с образованием биогаза, на 2/3 состоящего из легковоспламеняющегося метана* Об­разуясь в толще захоронения отходов, он может распростра­няться в земле горизонтально, проникать в подвалы зданий, тоннели коммуникаций, накапливаться там и взрываться. Метан отравляет корни, губит растительность в местах за­хоронения отходов.

На рис. 3.34 представлена схема современного полигона для захоронения отходов с системой защиты окружающей среды. Могильник расположен на возвышенности, значи­тельно выше уровня грунтовых вод. Дно его изолировано уплотненным слоем глины, на котором находится слой щеб­ня для отвода фильтрата и метана. Один слой мусора укла­дывается на другой, уплотняется, засыпается грунтом так, что получается пирамидообразная насыпь, с которой стека­ет вода. Могильник окружен скважинами, с помощью ко­торых ведется мониторинг загрязнения грунтовых вод. По периметру всей территории полигона ТБО устраивается лег­кое ограждение, осушительная траншея глубиной более 2 м или вал высотой не более 2 м.

К 2010 г. страны ЕЭС предлагают на 100 % запретить за­хоронение ТБО на полигонах. Такие отходы будут либо сжи­гать, либо перерабатывать. В Москве в 2009 г. до 80 % ТБО отправляют на свалки, которые уже через 3...5 лет исчерпают свой ресурс (площадь свалок составляет около 800 га).

Мусоросжигательные заводы (МСЗ) по­лучили значительное распространение в стра­нах с высокой плотностью населения и де­фицитом свободных площадей. В Москве в настоящее время работают три таких за­вода, а создание еще шести остановлено в 2009 г.

Главный недостаток МСЗ — трудность очистки от примесей отходящих в атмосфе­ру газов, особенно от диоксинов. Для сни­жения экологической опасности приходит­ся предусматривать многоступенчатую газо­очистку, что существенно увеличивает капитальные затраты.

Высокая степень очистки дымовых газов полностью достигается за счет установки ре­актора, в котором активированный уголь улавливает диоксины, фураньг и соединения тяжелых металлов; известковое молоко ней­трализует S0₂, HF, НС1; концентрация NO_x существенно снижается за счет системы впрыска карбамида; рукавный фильтр улав­ливает летучую золу.

Образующиеся при сжигании ТБО шлак, зола и нерастворимые соли кальция из реактора перерабатываются в строитель­ные материалы. Утилизация вырабатывае­мой теплоты (30 т пара в час) позволяет пол­ностью обеспечить потребности завода в те­пловой и электрической энергии.

Мусороперерабатывающие заводы, рабо­тающие по технологии компостирования, эксплуатируются во многих европейских странах. При этой технологии ТБО сортируются, обезвре­живаются и превращаются в компост — органическое удоб­рение, используемое, например, для городского озеленения или в качестве биотоплива для теплиц.

Комплексные заводы включают в себя технологические линии по компостированию влагосодержащих органиче­ских фракций, сжиганию сухих фракций и вторичному ис­пользованию других фракций ТБО. Такая технология может быть осуществлена только при активном участии всего на­селения, когда первичная сортировка отходов ведется насе­лением раздельно в специальные контейнеры для пищевых отходов, стекла, полимеров, макулатуры и т. п.

Сравнительные экономические показатели различных технологий обезвреживания и утилизации ТБО приведены в табл. 3.8.

Одним из перспективных способов переработки ТБО счи­тается технология "гидросепарирования отходов", нашедшая применение в Австралии, Израиле. При этом разделение ТБО на отдельные компоненты осуществляется в водной среде, что экономически (в 3 раза дешевле, чем сжигание) и экологиче­ски (в 10 раз меньше загрязнений) оправдано.

В нашей стране в связи с недостаточным количеством полигонов для складирования и захоронения промышлен­ных и бытовых отходов широко распространена практика размещения их в местах неорганизованного складирования, что представляет особую опасность для окружающей среды.

Рис. 3.34. Система защиты грунтовых вод на свалках

Таблица 3.8