Проблеми утилізації твердих побутових відходів в малих містах (а прикладі смт. Ставище)

Проблеми утилізації твердих побутових відходів в малих містах

Вступ

У результаті неконтрольованих демографічних процесів ряду азіатських країн відбувся різкий ріст чисельності населення Землі, що уже перевищує 6,4 млрд. докорінно змінився вплив людини на природне середовище. Піддалися вирубці й сільськогосподарському освоєнню сотні мільйонів гектарів землі. Сотні тисяч квадратних кілометрів земельних масивів порушені гірськими виробітками або забудовані, з надр на поверхню землі переміщаються мільярди тонн корисних копалин, гірських порід, солоних вод і розсолів; промисловість і транспорт спалюють величезну кількість палива, розпорошують мільйони тонн різноманітних мінеральних ресурсів. Природні запаси виснажуються в результаті їхнього нераціонального використання, що приводить до гігантських скупчень відходів. За останні піввіку підсилилися процеси забруднення всіх компонентів навколишнього середовища, що перетворило проблему охорони біосфери й навколишнього середовища в одну з найважливіших на планеті, не менш серйозну, а в ряді регіонів уже більше серйозну, ніж проблема збереження миру, боротьби з голодом, алкоголізмом і наркотиками.

Екологічна некомпетентність керівництва на міжнародному, федеральному й місцевому рівнях господарської роботи в останні 20 років все частіше приводить до екологічних криз у зонах впливу технології й, як наслідок, до росту захворюваності, зниженню середньої тривалості життя людей. Це, зокрема, підтверджує аварія на Чорнобильській АЕС.

Особливу небезпеку для людини й біосфери представляють озонові й теплові діри в атмосфері, парниковий ефект, радіоактивне й бактеріологічне забруднення навколишнього середовища й розвиток процесів імунодефіциту в людини, тварин і рослин.

Живі організми на 90% зосереджені в заплавах річок й інтенсивно знищуються необґрунтовано розташовуваними тут підприємствами, що скидають більші обсяги стічних вод. За останні 10–12 років вилов коштовних видів риб із внутрішніх водойм нашої країни скоротився в 4 рази. Навколо промислових підприємств, металургійних і хімічних комбінатів на тисячах гектарів сформувалися техногенні пустелі, загинула більшість мікроорганізмів навіть у ґрунті. Стали масовими випадки хімічної інтоксикації й поразки організму, особливо в немовлят, у результаті впливу радіоактивних елементів, ртуті, селену, свинцю, інших важких металів, окислів азоту, сірки, вуглецю, органічних забруднювачів, фенолів, продуктів розпаду, білків й ін. Експерти ООН відзначають, що техногенним «опустеленням» уражено 30% земної поверхні, і ця площа, непридатна для здорового життя людей, зростає щорічно на 6 млн. га.

Удосконалювання знарядь праці дозволяє втягувати в трудовий процес все більшу кількість природних ресурсів.

Створюється ілюзія безмежної влади людини над природою. «Скорення» природи приводить до порушення її законів. Наслідки, бувають майже катастрофічними – це наслідки випробувань ядерної зброї, аварій на атомних електростанціях, будівництва целюлозно-паперових комбінатів на о. Байкал, зведення великих гідроспоруджень на рівнинах, зокрема, на Волзі, у затоці Кара-Богаз-Гол, аварії на гірничодобувних підприємствах, на великих хімічних підприємствах. Збиток від такого «скорення» природи часто непорівнянний з тією вигодою, що очікували одержати.

Необхідно знати й ураховувати закономірності розвитку природного середовища, оскільки будь-яка господарська діяльність являє собою втручання в природу. І перш ніж здійснити таке втручання, потрібно передбачити всі його наслідки, як найближчі, так і віддалені, науково обґрунтувати необхідність такого втручання.

Під навколишнім середовищем звичайно розуміють біосферу або частину природної системи, у якій безпосередньо здійснюється діяльність людей. Біосфера – це зовнішня оболонка планети, населена живими організмами. Біосфера й саме життя на Землі виникли в результаті закономірного розвитку нашої планети й всієї сонячної системи.

1. Забруднення довкілля в результаті промислової діяльності та методи боротьби із ними

В останні роки забруднення атмосферного повітря і загальна мінералізація атмосферних опадів в цілому по Україні дещо зменшились, проте і надалі, природне середовище продовжує зазнавати великого антропогенного навантаження. Щороку у навколишнє середовище надходить 6,34 млн. т забруднювачів атмосферного повітря, що на душу населення становить 126 кг. За екологічним станом деякі промислові підприємства України є потенційними забруднювачами довкілля. Найбільше забруднення повітря спричиняється викидами від стаціонарних джерел підприємств енергетики та металургії, вугільної, хімічної та нафтохімічної промисловості. Якщо в середньому в Україні одним підприємством викидається 322 т забруднювачів, то в енергетиці – 9037 т, металургії – 6776 т, вугледобуванні – 1474 т. Переважна частина підприємств небезпечних галузей зосереджені у Донецькій, Дніпропетровській та Луганській областях. Водночас при загальному зменшенні викидів на кожному п'ятому підприємстві відбувається їх збільшення, а в енергетиці та нафтогазовій промисловості – на кожному четвертому, у житлово-комунальному господарстві – на кожному третьому. Це свідчить про негативні наслідки пожвавлення промислового виробництва, яке проводиться на застарілому та амортизованому природоохоронному обладнанні.

Найбільше забруднення атмосферного повітря спостерігається у Донецьку, Одесі, Дніпропетровську, Горлівці, Маріуполі, Харкові, Запоріжжі, Черкасах та інших містах. Високий рівень забруднення обумовлений здебільшого підвищеним вмістом у повітрі специфічних шкідливих речовин і двоокису азоту.

Зросли небезпечні викиди підприємств в Алчевську, Чернігові, Кривому Розі, Сумах, Дніпропетровську, Маріуполі за рахунок погіршення паливного балансу. Водночас станом на січень 2006 р. відчутно скоротилися викиди від стаціонарних джерел у Автономній Республіці Крим, Миколаївській, Черкаській областях, Житомирській, Чернівецькій, Хмельницькій в тому числі у Керчі, Ізмаїлі, Кіровограді, Вінниці, Фастові, Харкові та в інших містах. Досить великим залишається обсяг викидів підприємств Донецько-Придніпровського регіону, де вони становлять 81% загального обсягу викидів країни.

На підприємствах металургійної промисловості щороку утворюється близько 15 млн. т. Металургійних шлаків доменного, сталеплавильного і феросплавного виробництв. Для кольорової металургії великою проблемою стали шлами глиноземного виробництва, під складування яких відводиться значна площа землі. В Україні майже вся кількість червоних шламів утворюється у Миколаївській області.

На території України розташовані накопичувачі промислових відходів, загальна площа яких перевищує 30 тис. гектарів. Тільки вугільні підприємства України мають близько 1200 відвалів, з яких більше 300 постійно горять і є джерелами забруднення повітряного середовища газом та пилом. Крім того, у небезпечних двохсотметрових зонах відвалів розташовано більше 2 тис. будинків, у яких мешкає понад десять тисяч чоловік.

Велику потенційну небезпеку становлять накопичувані відходи нафтопереробних підприємств, а також накопичувачі відходів підприємств гірничої та кольорової металургії. Так, на комбінаті «Запоріжсталь» у двох накопичувачах збирається за рік 0,8 млн. м відходів і вже накопичено близько 12 млн. м³. У накопичувачах Ясинівського коксохімічного заводу накопичено 5,5 млн. м³ промислових шлаків.

У даний час в Україні щорічно у навколишнє середовище надходить 11,89 млн. т забруднювачів поверхневих вод, що на душу населення становить 234 кг.

Скиди забруднених вод порівняно з 1995 роком збільшились у 8 разів у Полтавській області, у 6 разів у Чернігівській, у 5 разів у Хмельницькій, вдвоє у Херсонській, Запорізькій, Волинській, Одеській та Харківській областях. Споживання свіжої води становило 67% від рівня 1995 року, а викиди забруднюючих речовин у поверхневі водні об’єкти зросли в 4,25 раз. Водночас спостерігається чітка тенденція до зростання спаду забруднених стоків – на 32%, а питомі скиди забруднених речовин збільшились у 3-4 рази. Майже чверть загального об’єму забруднених стічних вод надходить у водойми без будь – якого очищення.

Вирішення проблеми охорони й раціонального використання природного середовища припускає реалізацію ідеї безвідходних і маловідходних технологій.

За М.Г. Ігнатенко технологія – наука, що вивчає способи й процеси переробки продуктів природи у предмети споживання й засоби виробництва. Технологія традиційно ділиться на і механічну й хімічну. Механічна технологія розглядає процеси зміни форми зовнішнього вигляду матеріалу, а хімічна – процеси корінної зміни складу властивостей і внутрішньої будови речовини. Хімічна технологія охоплює виробництва хімічної промисловості, металургії, переробки палива, важкого органічного синтезу, які завдають максимальної шкоди навколишньому середовищу. Найбільше забруднення атмосфери зв'язане зі спалюванням палива на ТЕЦ й автотранспорті, з хімічними процесами одержання матеріалів на підприємствах чорної й кольорової металургії і т.д. Найменшу шкоду природі наносять маловідходні і безвідходні технології.

Сьогодні безвідхідну технологію розглядають в основному з позицій охорони навколишнього середовища. І тому складається думка, начебто безвідхідна технологія вимагає більших витрат. Ще Д.І. Менделєєв довів абсурдність такої точки зору. Теорія безвідхідних технологічних процесів базується на двох основних передумовах: а) природні ресурси повинні добуватися один раз для комплексного виробництва всіх можливих продуктів, а не щораз для окремого з них; б) створювані продукти повинні мати таку форму, що дозволила б після використання по прямому призначенню рентабельне перетворювати їх у вихідні елементи нового виробництва.

За даними А.П. Красавіна під безвідхідною технологією розуміється ідеальна модель виробництва, її теоретична межа. Практично ця модель може бути реалізована лише частково. Хімічний технологічний процес ділиться на три основні стадії:

1) підведення сировини в зону реакції;

2) хімічні реакції;

3) відведення продуктів із зони реакції.

За М.Г. Ігнатенко відходи утворяться в основному за рахунок: а) домішок у сировину, які не використовуються в даному процесі для одержання готового продукту; б) речовин, що виникають у результаті побічних хімічних реакцій; в) через неповне протікання процесу й витрат корисного компонента в сировину. Скорочення відходів на кожній стадії процесу супроводжується інтенсифікацією й збільшенням його ефективності. Зменшується утворення відходів при використанні чистої, концентрованої сировини. При цьому підвищується швидкість протікання процесу й продуктивність устаткування. Такий же ефект дає зменшення швидкості протікання побічних реакцій, наприклад, за рахунок збільшення селективності процесу, збільшення повноти протікання процесу, чому сприяє вибір оптимальних умов режиму, вибір відповідних каталізаторів і т.д. У результаті не тільки зменшується кількість відходів, але й збільшується, ефективність виробництва. Проблема охорони природи вирішується технічно і економічно. Цей напрямок варто вважати головним в природоохоронній політиці й в екологізації господарської діяльності людини.

Маловідходна технологія розглядається як проміжна при створенні безвідхідного виробництва. При такій технології частина сировини переходить у відходи й направляється на тривале зберігання, але кількість шкідливих речовин не перевищує рівня, припустимого санітарними нормами. Приклад маловідходної технології є на Челябінському електролітно-цинковому заводі, де здійснена реконструкція сірчанокислого виробництва, у результаті чого різко знижена кількість цинкових викидів і викидів сірчаного газу, а цикл по воді на 97,9% став замкнутим.

При екологізації і геологізації виробництва В.М. Удод пропонує зосередити увагу на наступних основних напрямках розвитку й впровадження безвідхідної технології:

1. Комплексне використання природних ресурсів.

2. Підземне будівництво споруджень і резервуарів під геотехнології й вторинні ресурси з метою поетапної утилізації всієї сировини, що добувається.

3. Створення безвідходних територіально-виробничих комплексів із принципово новими, екологічно нешкідливими процесами.

4. Очищення або вловлювання й складування промислових викидів і стічних вод з використанням оборотних систем водо- і газопостачання.

Крім того, повинні бути розглянуті економічні й геоекологічні аспекти природокористування.

Питанням вторинного використання ресурсів на думку В.М. Удода приділяється велика увага: проводяться і щорічні міжнародні наради, конференції, симпозіуми по безвідходній і маловідходній технології.

При переробці вторинних ресурсів менше забруднюється навколишнє середовище, ніж при виробництві сталі з металобрухту кількість твердих відходів знижується на 92%. При виробництві картону й паперу з макулатури витрата енергії й вихід забруднювачів знижується більш ніж на 70%.

Галуззю, що споживає велику кількість відходів як вихідна сировина, є промисловість будівельних матеріалів. Розкривні й породи вугільних, сланцевих, рудних й інших родовищ, а також шлаки, шлами, зола й відходи, що утворюються при збагаченні й комплексній переробці корисних копалин, – це найцінніші вторинні ресурси для виробництва будівельних матеріалів: цементу, цегли, кераміки, плиток, скла, стінних блоків, труб, будівельних виробів, розчинів, нерудних матеріалів, а також для використання як добрива й сухих меліорантів.

Величезні сировинні резерви на думку Т.Є. Царик містять у собі промислові й побутові відходи міст. При нерозвиненій заготівельній мережі по прийому й переробці вторинної сировини в країні не споживається й 2% обсягу, що накопичується. Необхідно створювати цехи й підприємства по утилізації й переробці міських відходів і сміття. Якщо при цьому працюватиме закон вартості і переробка відходів перетвориться в рентабельне виробництво, то саме поняття «відходи» зникне з господарського побуту.

Комплексне використання сировини з утилізацією відходів виробництва і підземних резервуарів на думку А.Я. Гаєва легше організувати в масштабі промвузла або регіону, ніж одного виробництва. Економічно більш доцільно використовувати відходи або в суміжних виробництвах, де вони можуть відігравати роль сировини або напівфабрикатів, або на спеціалізованих підприємствах по спільній переробці відходів різних виробництв і галузей господарства. Щоб підприємства в короткий термін могли перейти на безвідходну технологію, потрібна кардинальна модернізація виробництва, що вимагає великих капітальних вкладень, які з техніко-економічних позицій можуть бути не обґрунтованими. Тому більш результативним є поступове вдосконалювання виробництва шляхом зниження ресурсокористування і поетапне впровадження маловідходної технології з доведенням її до безвідходної.

На жаль, на смітниках відходи не сортуються, а перемішуються, тому неможливо організувати їхню хіміко-технологічну переробку.

До 40% всіх відходів, що складаються з текстилю, пластмас, гуми, шкіри, каменю й дерева, не компостуються, тому тривають розробки технології утилізації й цієї частини відходів. Доведено, що в результаті їх термічної обробки піролізу, можливо перейти до виробництва вуглеводного твердого залишку пірокарбонату, газу й смоли, які можуть бути використані в сталеливарному й гумовотехнічному виробництвах замість дефіцитних сажі й графіту. Газ і смола являють собою коштовне енергетичне паливо.

Деякі позитивні результати створення екологічно безпечних виробництв за А.Я. Гаєвим досягнуті в хімічній і газовій промисловості, у кольоровій і чорній металургії, в енергетиці. Впровадження гідрометалургійних й автоклавних процесів замість пірометалургічних різко зменшило обсяги шкідливих газоподібних викидів.

У чорній металургії успішно впроваджується метод безперервного розливання сталі й прямого відновлення заліза з руд конвертованим природним газом.

Розроблена практично безвідхідна по газових викидах циклічна схема виробництва сірчаної кислоти на основі використання сірки й технічного кисню. За цією схемою за рахунок багаторазового повернення частково прореагованої газової суміші в контактний апарат ступінь окислювання сірки доводять до 99,99%. Малий обсяг газопилових викидів завдяки високому вмісту двоокису сірки легко піддається очищенню традиційними методами.

Води джерел господарсько-питного призначення в багатьох районах країни на думку В.М. Удода не відповідають вимогам санітарних норм. Єдиний вихід з ситуації що створилася – повсюдний перехід до оборотних систем водопостачання й повне припинення скидання стічних вод у водойми.

Один раз узята з водойми вода вже не повинна виключатися із системи водопровід – каналізація – очисні спорудження – промисловий водопровід. При цьому втрати води із замкнутої системи відбуваються за рахунок випаровування, витоків через негерметичність технологічних ліній, добування з осадом, що утворюється при очищенні стічних вод. Втрати заповнюють за рахунок забору додаткової води, у першу чергу зливових або стічних вод сусідніх виробництв. Щоб повністю виключити скидання стічних вод у водойми, створюються оборотні системи водопостачання не тільки в межах окремих цехів, виробництв і підприємств, але й у масштабі промислових вузлів і районів. Це робиться для того, щоб повернути великі природні водойми до природного стану, практично повністю виключивши їхнє забруднення, і тим самим призупинити деградацію біоценозів.

Головні труднощі впровадження оборотних систем водопостачання на підприємствах на думку автора обумовлені наявністю домішок 3–5% таких стоків, які не піддаються очищенню й, проходячи очисні спорудження, знижують загальну ефективність їхньої роботи.

Необхідно організувати комплексне територіальне використання води у виробництві, розробити й впровадити безводні або маловодоємкі технологічні процеси, створити взаємодіючі системи локального й загальноміського водопостачання. При використанні води в технологічних цілях:

– ширше впроваджувати повітряне охолодження замість водяного;

– багаторазово й послідовно застосовувати воду в технологічних операціях;

– технологічним шляхом виключати утворення стоків середнього забруднення;

– здійснювати утилізацію і регенерацію відпрацьованих розчинів.

Взаємозв'язок екології й економіки.

Використання вторинних матеріалів у порівнянні з виробництвом виробів з первинної сировини має ряд еколого-економічних

переваг. При заміні первинних ресурсів вторинними за М.Г. Ігнатенко різко поліпшуються техніко-економічні показники більшості виробництв: в 10–25 разів знижуються питомі капіталовкладення в промислове виробництво, що сприяє підвищенню фондовіддачі: у кілька разів знижується енергоємність і не менш ніж на 40% – матеріалоємність, в 1,4 рази – водоємність, в 4–15 разів скорочується кількість відходів. Використання вторинної сировини виключає витрати, пов'язані з видобутком і транспортуванням відповідно первинної

Таким чином, екологічна доцільність впровадження елементів безвідхідної технології економічно обґрунтована. Найбільш ґрунтовно зв'язок екології з економікою проявляється в комплексному добуванні природних ресурсів при їхній переробці.

При безстічних й оборотних системах водопостачання за А.П. Красавіним виключається скидання стічних вод у водойми, передбачається повторне використання води після очисних споруджень для технологічних потреб.

Оборотне водопостачання дозволяє знизити витрати свіжої води й запобігти росту забруднення водойм. На сучасних нафтопереробних і металургійних підприємствах оберт води доведений до 97%, і сьогодні стоїть завдання – повністю виключити тут скидання відпрацьованих воду водойми.

Поряд з оборотними системами водопостачання окремих підприємств сьогодні створюються безстічні оборотні системи технічної води в масштабі промислових вузлів і районів. Після очищення на локальних очисних спорудженнях підприємств стічні води піддають доочищенню на загально міських очисних спорудженнях і направляються в загальноміський промисловий водопровід. Промислові і побутові стічні води після підготовки можна використовувати в сільському господарстві.

Ґрунт – це природне тіло, що сформувалося із продуктів руйнування гірських порід під впливом живих організмів і природних факторів і на думку Т.Є. Царик здатне до родючості тобто здатністю забезпечувати рослини необхідними для їхньої життєдіяльності умовами, живильними речовинами, водою, повітрям і теплом. Оскільки кліматичні умови на земній кулі неоднакові, то й ґрунти відрізняються більшою зональністю.

У ґрунті, на відмінну від гірських порід, є органічна речовина – перегній, що утворився із залишків відмерлих рослин під впливом діяльності мікроорганізмів. Рослині залишки містять вуглеводи, білки, жири, лігнін, пектини, цукри.

На відміну від інших засобів виробництва як свідчить Н.І. Євграфова земля дарунок природи, вона не є продуктом праці людини, створювати землю людина поки не вміє. Вона перетворюється в продукт праці тільки тоді, коли людина зрошує її, осушує й вносить добрива. Земля незамінний засіб виробництва, просторово обмежене; при правильному використанні вона не зношується й не застаріває морально.

Під впливом природних процесів і господарської діяльності людини вважає А.Я. Гаєв відбувається руйнування й забруднення ґрунтів, ґрунт може руйнуватися механічно й змінюватися хімічно. Механічне руйнування й видалення верхніх обріїв ґрунту називають ерозією. Розрізняють ерозію водну й вітрову. На розвиток процесів ерозії впливають клімат, рельєф, характер рослинності.

Забруднення ґрунту – надходження в нього хімічних речовин, відходів у кількостях, що перевищує можливості їхньої нейтралізації в біологічному круговороті речовин. Сільськогосподарське виробництво є причиною забруднення ґрунту різними ядохімікатами, застосовуваними для боротьби з комахами, шкідниками сільського господарства й бур'янистою рослинністю. Ці отрути дуже стійкі й довго не руйнуються в ґрунті. Щорічно у світі виробляється більше 500 тис. т різних токсичних речовин. Багато з них не розпадаються від 3–6 до 50 років. Залишки пестицидів або продукти їхнього перетворення надходять у вигляді домішок у природні води й у їжу.

Відновлення зіпсованих діяльністю людини земель називають рекультивацією. Рекультивація на думку Н.І. Євграфової проводиться у два етапи. Перший етап, технічний, починається зі зняття й буртування родючого шару перед будівництвом або освоєнням території. Потужно знімаються шари що, визначаються по ґрунтовій карті, а при її відсутності – фахівцями – грунтознавцями шляхом виконання спеціальних досліджень. Ґрунтовий шар знімається бульдозером у бурій, які зберігаються до закінчення будівництва або інших робіт. Щоб ґрунт не роздувався вітром або не розмивався водою в період зберігання, бурти треба засівати бобовими травами: конюшиною, люцерною й т.д.

Другий етап – біологічний, включає внесення добрив, зрошення, посів багаторічних трав, сільськогосподарських культур, посадку дерев і чагарників. Біологічна рекультивація поділяється на лісову й сільськогосподарську. Під сільськогосподарську використовуються потенційно родючі ґрунти, а під лісову – малородючі. Ушкоджені промисловістю території, наприклад кар'єри, після спустошення бортів і днища можуть використатися під водоймища, ставки, водойми. Берега їх з метою запобігання від розмиву й ерозії повинні засаджуватися деревами й чагарниками. Зіпсовану територію можна використати під різноманітне будівництво – житлове, спортивне, складське й т.д.

Під раціональним використанням земель Т.Є. Царик пропонує розуміти скорочення площ сільськогосподарських угідь, що відводять під забудову, за рахунок збільшення щільності забудови, підвищення поверховості будинків, використання під будівництво ділянок, незручних для сільського господарства.

За характером утворення, всі незручні й не використовувані в сільському господарстві землі діляться на дві групи: