5.9. Твердые бытовые отходы

Твердые бытовые отходы, комплексное управление отходами, вторичная переработка (ресайклинг), мусоросжигание.

В 60-е гг. XX в. западные страны захлестнули волны мусора: периодически улицы городов покрывались громадными мусорными кучами. Проблема эта в большой степени связана с широким использованием предметов одноразового использования, с увеличением потребления вообще. Наибольшее количество в отходах занимают бумага, пластмассы, древесина, резина, полиэтилен.

Исторически «на виду» всегда были жидкие и газообразные отходы — промышленные загрязнения воды и воздуха — и они становились объектом первоочередного контроля и регулирования, в то время как твердые отходы всегда можно было увезти подальше или закопать — попросту тем или иным способом убрать «с глаз долой». В прибрежных городах отходы довольно часто просто сбрасывались в море. Экологические последствия захоронения мусора — через загрязнение подземных вод и почв — проявлялись иногда через несколько лет или даже несколько десятков лет, однако были от этого не менее разрушительны. В общественном сознании постепенно сформировалась идея о том, что закапывание отходов в землю или сброс их в море — это недопустимое перекладывание наших проблем на плечи потомков. Параллельно наметилась и другая тенденция: чем жестче было законодательство по контролю качества воды и воздуха, тем больше производилось твердых токсичных отходов, так как все методы очистки газообразных и жидких сред приводят к концентрации загрязнителей в твердом веществе: в илах, осадках, золе и т. д.

В настоящее время в развитых странах производится от 1 до 3 кг бытовых

отходов на душу населения в день, что составляет десятки и сотни миллионов тонн в год, причем в США, например, это количество увеличивается на 10 % каждые 10 лет. В связи с отсутствием мест для захоронения этого огромного количества отходов на Западе заговорили о кризисе отходов, или кризисе свалок. В японских гаванях насыпаны «мусорные острова» из гор бытовых отходов, производимых в метрополиях; в США города на Северо-Восточном побережье отправляют свой мусор в другие страны в океанских баржах. История самой злополучной из таких барж — Мипгое, которая в течение года плавала от порта к порту, пытаясь пристроить мусор из Нью-Джерси, и вернулась домой, так и не сгрузив ни тонны, попала во многие экологические хрестоматии и учебники как одна из наиболее ярких иллюстраций кризиса свалок.

Вокруг городов образовались многочисленные свалки мусора. Есть они и в самих городах (рис. 5.30). Они отравляют сотни гектаров земли вокруг и выделяют в атмосферу суперэкотоксиканты — диоксины и фураны. Это крайне устойчивые органические загрязнители природы. Накапливаясь в живых организмах, эти вещества уже не выводятся оттуда никакими средствами. Они довольно быстро расшатывают иммунную систему человека, делая его пожизненным инвалидом или даже приводят к смерти. Свалки переполнены бездомными собаками и крысами, которые разносят болезнетворные микроорганизмы по жилым зонам.

В Крыму также остро стоит проблема сбора, хранения и утилизации твердых бытовых отходов (ТБО). На территории Крыма имеется 26 официально зарегистрированных полигонов и свалок, в которых накоплено около 60 млн. м³ твердых бытовых отходов. Однако в действительности свалок насчитывается несколько тысяч (табл. 5.10). В последние 5—7 лет практически полностью прекращен сбор и вывоз отходов из сельских районов и частного сектора городов. Ежегодно в Крыму образуется 2,5 млн. м³ твердых бытовых отходов (300 кг на человека в год).

В настоящее время около 95 % мусора вывозится на свалки и полигоны без всякой сортировки. В составе твердых бытовых отходов: бумага — 30— 40 %, пищевые компоненты — 25—35 %, пластмасса — 3—5 %, стекло, керамика — 5—10 %, текстиль — 2—3 %, древесина — 1—2 %, кожа, резина — 1—2 %, металлы — 2—3 %.

На старых свалках остались также отходы промышленных производств. Так, в микрорайоне «Залесье» в балке Холодная в старых мусорных свалках (устроенных еще в начале XX в.) выявлены аномалии токсичных элементов I и II классов опасности: свинца, ртути, цинка, мышьяка, сурьмы, меди, хрома, таллия и др. Произведены съемки территории свалки учеными Крымской академии природоохранного и курортного строительства, Украинского государственного института минеральных ресурсов и ассоциации «Экология и мир».

Выделено 5 категорий загрязнения почв. На ряде участков, в том числе недалеко от СОШ № 38 г. Симферополя, величина суммарного загрязнения составляет более 128, что квалифицируется как чрезвычайно опасное.

Аномальные концентрации ртути установлены почти на всей площади балки. Большая часть мусоронакопителя характеризуется очень большими концентрациями свинца. На отдельных участках выявлены десятикратные и даже стократные превышения предельно допустимых концентраций таллия, мышьяка, хрома.

Тяжелые металлы при длительном воздействии на организм поражают центральную нервную систему, органы выделения, печень, сердечно­сосудистую систему, половую систему. Из-за них происходит нарушение деятельности мозга, развитие злокачественных опухолей легких, желудочно-кишечного тракта, кожи. Тяжелые металлы вызывают аллергические заболевания. На данной территории нельзя осуществлять жилищное строительство, прогулки, выпас скота. Для элементарного ограничения воздействия свалки на окружающую среду необходимо покрытие свалки слоем бентонитовой глины мощностью 20—30 см и слоем суглинков не менее 50 см.

Серьезные проблемы существуют в эксплуатации Симферопольского полигона твердых бытовых отходов, расположенного в районе пос. Каменка. Полигон не соответствует санитарно-экологическим требованиям. Имеет место фильтрация сточных вод, формирующихся на свалке. Выявлены повышенные концентрации различных токсикантов в стороне от свалки, даже в колодцах и скважинах подземных вод. Происходит постоянное тление мусора, причем при очень низкой, минимальной температуре (из-за высокой влажности и значительного количества негорючих материалов). Сгорание в таких условиях неполное, поэтому в результате образуются угарный газ, диоксины и другие исключительно опасные для жизни вещества. Мало того, в результате химических процессов, происходящих в слоях мусора, концентрация производимых свалками ядов увеличивается в сотни раз.

Каким же образом можно разрешить наметившийся кризис свалок? Попытки найти выход из сложившегося положения, решая в комплексе социальные, экономические и технологические проблемы, связанные с ТБО, привели к разработке концепции Комплексного управления отходами (КУО). Эта концепция служит ориентиром для правительственных и общественных организаций во многих странах.

Комплексное управление отходами (Integrated Waste Management) начинается с изменения взгляда на то, чем являются бытовые отходы. Известному эксперту по проблеме отходов Полу Коннетту принадлежит краткая афористичная формулировка, выражающая этот новый взгляд: «Мусор — это не вещество, а искусство — искусство смешивать вместе разные полезные вещи и предметы, тем самым определяя им место на свалке». Смешивая различные полезные предметы с бесполезными, токсичные с безопасными, горючие с несгораемыми, мы не должны удивляться, что полученная смесь бесполезна, токсична и плохо горит. Эта смесь, называемая бытовыми отходами, будет представлять опасность для людей и окружающей среды, попав как в мусоросжигатель, так и на свалку или мусороперерабатывающий завод. Традиционные подходы к проблеме ТБО ориентировались на уменьшение опасного влияния на окружающую среду путем изоляции свалки от грунтовых вод, очистки выбросов мусоросжигательного завода и т. д. Нетрадиционный взгляд на проблему, коротко выражаясь, состоит в том, что гораздо проще контролировать то, что попадает на свалку, чем то, что попадает со свалки з окружающую среду. Основа концепции КУО состоит в том, что бытовые отходы состоят из различных компонентов, которые не должны в идеале смешиваться между собой, а должны утилизироваться отдельно друг от друга наиболее экономичными и экологически приемлемыми способами.

В рамках КУО предполагается, что населенный пункт, район или область выбирают подходы к решению проблемы ТБО в зависимости от своих специфических местных условий и ресурсов. Однако при определении целей программы по утилизации ТБО и планировании стратегии целесообразно иметь представление об определенной иерархии комплексного управления отходами. Такая иерархия подразумевает, что в первую очередь должны рассматриваться мероприятия по первичному сокращению отходов, затем по вторичному сокращению (повторному использованию и переработке оставшейся части отходов) и в самую последнюю очередь — мероприятия по утилизации или захоронению тех отходов, возникновения которых не удалось избежать и которые не поддаются переработке во вторсырье.

Сокращение отходов «у источника» на самом верху этой иерархии. Под сокращением понимается не только уменьшение общего количества отходов, но и уменьшение их токсичности и иных вредных свойств, а также увеличение относительной доли отходов, которые могут быть использованы как вторсырье. Сокращение отходов достигается вследствие переориентации производителей и потребителей на продукты и упаковку, приводящие к меньшему количеству отходов. Так, при производстве продуктов потребления следует избегать ненужной упаковки; отдавать предпочтение продуктам многоразового использования и упаковке, которую можно вторично использовать или переработать, изготовленной из экологически безвредных материалов. В настоящий момент, пожалуй, более разумно говорить не о сокращении объема отходов, а, по крайней мере, об ограничении их бесконтрольного роста.

Вторичная переработка, или ресайклинг, (включая компостирование) — это вторая ступень иерархии. Вторичная переработка не просто сохраняет место на свалках, но и улучшает эффективность мусоросжигания путем удаления из общего потока отходов несгораемых материалов.

Основной проблемой в переработке вторсырья является не отсутствие технологий переработки — современные технологии позволяют переработать до 90 % от общего количества отходов, а отделение вторсырья от остального мусора (и разделение различных компонентов вторсырья). Существует множество технологий, позволяющих разделять отходы и вторсырье. Самая дорогая и сложная из них — извлечение вторсырья из уже сформировавшегося общего потока отходов на специальных предприятиях. Идеальным является проведение сортировки еще на стадии выбрасывания мусора, то есть во дворах домов. Во дворах ставятся баки для разных типов отходов: пищевых отходов, бумаги, стекла, пластмасс, резины, тряпок и т. д. Жители сами сортируют выбрасываемый материал. Такой способ возможен лишь в местах с достаточно высокой культурой быта. Так, в Германии жители сортируют свой мусор по специально предназначенным для того или иного вида мусоросборникам; в Австрии жители домашние отходы расфасовывают по специальным контейнерам; в США домашние установки по измельчению мусора и спуска его в канализацию есть буквально в каждом жилище. Однако чаще сортировка осуществляется на заводах по переработке отходов. Мусор поступает в сортировочный корпус, в котором с помощью различных устройств производят разделение отходов. С помощью системы сит отсеивают стекло, камни, кости. Тонкие сита позволяют уловить компост. Полученный компост поступает в барабаны, в которых происходит продувание, увлажнение и термическая обработка, позволяющая разложить органику и убить патогенные бактерии. После этого компост очищается от тяжелых металлов с помощью сорбции, десорбции и отмывки. Если компост предназначается для устройства клумб в городских парках, степень очистки может быть меньше.

Некомпостируемые фракции поступают на пиролизную установку. Без доступа воздуха происходит термическое разложение при температуре 550 °С с образованием твердого углеродистого остатка и пиролизного газа, используемого в качестве топлива.

Схемы работы предприятий по переработке отходов могут быть различны. На рис. 5.31 показана схема сортировки отходов. Количество сепараторов бывает разным. Во многих случаях органические отходы используют для производства электроэнергии. Стекло переплавляют и делают новые стеклянные предметы или дробят и используют вместо гравия или песка при строительстве дорог. Пластмассы после переработки превращаются в синтетическую древесину, используемую для настилов, ограждений, перил и других сооружений. Металлы переплавляют, причем получение нового металла из утильсырья требует во много раз меньше энергии по сравнению с выплавкой металла из руды.

Следует, однако, помнить, что успех программ извлечения и переработки вторсырья в конечном итоге зависит от состояния рынков сбыта. Разделение отходов стоит денег и поэтому экономически выгодно только тогда, когда конечные продукты находят сбыт или когда удается избежать значительной платы за размещение отходов на свалке или сжигание их.

Ниже в иерархии стоят сжигание мусора и захоронение на полигонах. Мусоросжигание уменьшает объем отходов, попадающих на свалки, и может использоваться для производства электроэнергии. Хотя сжигание всех отходов без разбора — это технология прошлого, современные мусоросжигательные установки, оборудованные системами очистки выбросов, генераторами электроэнергии и используемые в комбинации с другими методами утилизации ТБО, могут помочь справиться с потоком мусора, особенно в плотно населенных областях.

Основной проблемой мусоросжигания в настоящее время являются выделяющиеся в атмосферу тяжелые металлы и диоксины, хлористый и фтористый водород. Недаром было сказано, что «сжигатель есть машина, которая производит токсичные загрязнения воздуха из относительно безопасных материалов» (Jeff Bailey,Wall Street Jornal, 11.08 1993 г.). В золе и шлаках, образующихся при сжигании, имеются высокие концентрации токсичных металлов и даже радиоактивных элементов. Источниками токсичных веществ при этом являются полимерные материалы, пластмассы, батарейки, аккумуляторы, люминесцентные лампы, краски, резина. Количество вредных выбросов можно значительно уменьшить, используя предварительную сортировку мусора, а также с помощью фильтров и других способов очистки, но стоимость такой очистки очень велика. К тому же диоксины и ртуть практически не улавливаются.

Захоронение на полигонах продолжает оставаться необходимым для отходов, не поддающихся вторичной переработке, несгораемых или сгорающих с выделением токсичных веществ. Современные «санитарные» полигоны, отвечающие экологическим требованиям, мало напоминают знакомые нам свалки: они представляют собой сложнейшие инженерные сооружения, оборудованные системами борьбы с загрязнениями воды и воздуха, использующие образующийся в процессе гниения мусора метан для производства тепла и электроэнергии.

Существуют разработанные проекты захоронений с системой защиты, позволяющей предотвратить загрязнение подземных вод. Прежде всего могильник должен располагаться выше уровня грунтовых вод. На его дне укладывается плотный слой глины (водоупор), над которым располагается слой щебня для отвода фильтрата и метана, образующегося при анаэробном разложении мусора. По периметру могильника вкапываются керамические трубы для сбора фильтрата (рис. 5.32). Выше осуществляется послойная укладка отходов. По периметру захоронения строятся колодцы для слежения за качеством грунтовых вод.

Проблема бытовых отходов не решается исключительно выбором «правильной» технологии или даже комбинации технологий, так как кроме технологических она имеет экономические, социальные и организационные аспекты. Идея КУО заключается в том, что все эти аспекты должны рассматриваться в комплексе.

Организационные и социальные аспекты. Типичной ошибкой, допускаемой во многих программах по решению проблемы ТБО, с которой приходится бороться общественным организациям, является полная и бесконтрольная передача их в руки «профильных» департаментов городской администрации. При этом, во-первых, из процесса принятия и выполнения решений по выбору альтернатив утилизации отходов нередко оказывается исключено не только население, но и выборные органы города. Уже одно это делает осуществление многих экологически приемлемых альтернатив обращения с отходами принципиально невозможным. Во-вторых, службы коммунального обеспечения обычно активно охраняют свою традиционную монополию на решение всех проблем, связанных с мусором. Это означает не только низкую эффективность сервиса, но и невозможность пробиться для альтернативных подходов, в которых «эксперты» из департаментов не считают себя специалистами.

Экономика утилизации отходов. Здесь самый важный (и пока непривычный для жителей и властей наших городов) факт состоит в том, что за выбрасывание мусора надо платить немалые деньги. В странах Европы и Северной Америки утилизация отходов, проводимая с соблюдением экологических норм, обходится в среднем в несколько десятков, а иногда — более сотни долларов за тонну.

Факт «ненулевой цены» имеет разнообразные экономические последствия. Во-первых, оказывается, что на утилизации отходов можно зарабатывать: прежде всего, заставляя платить тех, кому нужно куда-то выбрасывать мусор, а также извлекая из отходов вторсырье, перерабатывая и продавая его. Некоторые крупные свалки в США имеют обороты в сотни тысяч долларов в день. Разумеется, возможность зарабатывать на Западе привлекает в индустрию по переработке отходов частные компании.

Аналогичные процессы начинаются и в Украине. Городские руководители должны быть готовы принимать обоснованные и подходящие для конкретной местной ситуации решения по передаче части или всего комплекса работ по сбору и утилизации отходов в руки частных предприятий, а общественные экологические организации должны будут выработать свою позицию по отношению к этому явлению.

Обычно общественные организации могут быть инициаторами и организаторами малых проектов, направленных на улучшение системы обращения с отходами. Кроме непосредственной экологической ценности такие проекты, как правило, имеют большое образовательное значение (образование населения, так же как и приобретение необходимого местного опыта — важные компоненты успешной реализации стратегии КУО). Вот несколько примеров проектов, проводимых российскими общественными экологическими организациями в области обращения с ТБО:

• картирование незаконных свалок;

• организация кампании по сбору бумаги из учреждений для вторичной переработки;

• организация сбора других видов вторсырья;

• организация продажи товаров, изготовленных из вторсырья;

• анкетирование населения и сбор данных, предшествующие введению дифференцированной платы за мусор;

• образование потребителей.

Некоторые из этих проектов оказались успешными, некоторые — не вполне. Иногда организациям просто не хватало знаний и опыта. Например, несколько групп пытались организовать раздельный сбор пищевых отходов и затем продавать их животноводческим фермам. Вполне закономерно, что руководители хозяйств отказывались от «корма», качество которого никто не мог гарантировать.

На основе опыта первых проектов можно сформулировать важную рекомендацию общего характера. Общественной организации не следует брать на себя несвойственные ей функции: организацию вывоза и хранения отходов (вторсырья), сбыта готовой продукции и т. д. Как показывает опыт, с этими функциями лучше справляются коммерческие компании (иногда и муниципальные службы). Естественными же направлениями деятельности общественных организаций являются:

• вовлечение населения в программы, направленные на улучшение системы обращения с отходами;

• распространение информации о прогрессивных подходах к обращению с отходами (как среди общественности, так и среди лиц, принимающих решения);

• организация общественного диалога по проблеме ТБО;

— организация более предметного взаимодействия по проблеме (например, между местной администрацией и предпринимателем, желающим работать с отходами).

Таким образом, и через влияние на принятие решений, и через планирование и осуществление демонстрационных проектов общественные организации могут способствовать внедрению более ответственных, экономически и экологически приемлемых подходов к решению проблемы ТБО.

К сожалению, в Крыму пока нет ни сортировки отходов на стадии их сбора, ни нормальных захоронений отходов. В нашем регионе самим жителям и властям еще предстоит принять трудное для себя решение об изменении всей системы жизнедеятельности в направлении утилизации твердых бытовых отходов. Мы все еще рассчитываем обойтись без значительных затрат и уповаем на авось. Однако плата по счету приближается. Чем раньше мы начнем платить, тем будет лучше.