Проблемы нерационального природопользования

– строительство полигонов  для захоронения и их частичной  переработки;

– уничтожение на мусоросжигающих заводах;

– компостирование (с получением ценного азотного удобрения или биотоплива);

– ферментация (получение  биогаза из животноводческих стоков и др.);

– предварительная сортировка, утилизация и реутилизация ценных компонентов;

– пиролиз (высокомолекулярный нагрев без доступа воздуха) ТБО при температуре 1700 °С.

По оценке ряда специалистов, на данной стадии развития производства, которое в целом характеризуется преобладанием ресурсопотребляющих технологий и огромным накоплением отходов, наиболее приемлемым методом следует признать строительство полигонов для организованного и санкционированного хранения отходов и частичной их переработки (в основном методом прямого сжигания). Конструктивные схемы допускают высоту таких полигонов до 60 м и послойное его заполнение с помощью бульдозеров, для чего устраивают пологий внешний откос. При определенных условиях (инертность, слабая токсичность) совместно с ТБО могут складироваться и промышленные отходы. Особое внимание обращают на гидроизоляцию полигонов, чтобы исключить попадание загрязняющих веществ в подземные воды. Срок полного обезвреживания отходов – 50 –100 лет.

Один из перспективных  методов переработки твердых  бытовых пищевых отходов – их компостирование с аэробным окислением органического вещества. Полученный компост используют в сельском хозяйстве, а некомпостируемые бытовые отходы поступают в специальные печи, где термически разлагаются и превращаются в разные ценные продукты.

Другой метод переработки  ТБО – уничтожение их на мусоросжигающих заводах. На сегодняшний день в России работает лишь небольшое число таких заводов (Москва-2, Владивосток, Сочи, Пятигорск, Мурманск и др.). Спекание отходов в них происходит при температуре 800 – 850°С. Вторая стадия газовой очистки отсутствует, поэтому в золе отработанных отходов отмечается повышенная концентрация диоксинов (0,9 мкг/кг и более). С каждого кубометра сжигаемых отходов в атмосферу выбрасывается 3 кг ингредиентов (пыль, сажа, газы) и остается 23 кг золы.

На зарубежных мусоросжигающих заводах реализуется более экологичная двустадийная очистка отходящих газов; регламентируется очистка более десяти вредных компонентов, включая дибензодиоксин и дибензофураны (на отечественных заводах – четыре компонента). Режим сжигания предусматривает разложение отходов, в том числе образующихся из пластмасс диоксинов при температуре 900 – 1000°С. До сжигания в обязательном порядке (в США, например, это устанавливается законом) проводится предварительная сортировка твердых отходов, что на порядок снижает содержание вредных веществ в газах и шлаках.

На заводах по пиролизу ТБО при температуре 1700°С практически утилизируются все материальные и энергетические компоненты, что резко снижает загрязнение окружающей среды. Однако технологический процесс очень трудоемкий, по существу, завод по пиролизу – это доменная печь.

К новейшим отечественным  разработкам относится технология комплексной переработки ТБО, предложенная НИИ ресурсосбережения. Она предусматривает предварительную механизированную сортировку ТБО (извлечение черных и цветных металлов, выделение части балластных компонентов – стеклобоя, бытовых электробатареек, выделение текстильных компонентов и др. для последующего их использования или ликвидации).

Термообработка обогащенной  и подсушенной фракции мусора осуществляется при температуре до 1000°С, обогащенные шлаки перерабатываются и сжигаются в камни строительного назначения, предусматривается двустадийная современная газоочистка.

Мусороперерабатывающий  завод нового типа, функционирующий  по данной комбинированной технологии, дает всего 15 % отходов.

И все же следует подчеркнуть, что и у нас в стране, и  за рубежом основная масса ТБО  из-за нехватки полигонов вывозится  в пригородные зоны и выбрасывается на свалки. Экологическое состояние свалок явно неудовлетворительное: отходы на них разлагаются, часто загораются и отравляют воздух токсичными веществами, а дождевые и талые воды, просачиваясь через толщу горных пород, загрязняют грунтовые воды.

Законом Российской Федерации  об охране окружающей природной среды предусмотрено, чтобы складирование и захоронение отходов производить в местах, определяемых решением органов местного самоуправления по согласованию (а потенциально опасных и особо токсичных отходов по разрешению) специально уполномоченных на то государственных органов в области охраны окружающей природной среды.

Основное направление  ликвидации и переработки твердых промышленных отходов – захоронение их на полигонах, сжигание, в частности, методом пиролиза и складирование в поверхностных хранилищах (шламонакопители, хвостохранилища и др.).

Токсичные твердые промышленные отходы обезвреживают на специальных полигонах и сооружениях. Для предотвращения загрязнения почв и подземных вод  их отверждают цементом, жидким стеклом, битумом, обрабатывают полимерными вяжущими веществами и т. д.

Земельные участки для  захоронения выбирают с соблюдением  “Санитарных правил о порядке  накопления, транспортировки, обезвреживания и захоронения токсичных промышленных отходов” и СНиП 2.01.28-85 “Полигоны по обезвреживанию и захоронению токсичных промышленных отходов”. Полигоны запрещено размещать в сильно заболоченных местах, на территориях зеленых зон городов, в зонах санитарной охраны курортов, питания подземных источников питьевой воды, активного карста, оползней, селевых потоков, снежных лавин.

В случае особо токсичных  промышленных отходов их захоронение производят на предназначенных для этого полигонах в котлованах глубиной до 12 м в специальной таре и рабочих железобетонных емкостях.

В стратегическом плане, по мнению многих ученых и специалистов, проблема отходов должна решаться на месте их образования путем внедрения ресурсовозобновляющих технологий, обеспечивающих минимизацию промышленных выбросов и выхода отходов. Концепция ресурсовозобновляющих технологий впервые была предложена еще в 60-х гг. Планируется создать экозащитные системы нового поколения – многопрофильные комбинаты (“Экополигон”), способные совместно перерабатывать все виды антропогенных отходов данного города и региона. При этом более 80% отходов превращаются во вторичные ресурсы и биосферные вещества, восстанавливается качество окружающей природной среды путем санирования (оздоровления) старых свалок и других мер.

По мнению авторов, данный вариант решения проблемы отходов, в основе которого лежит теория трофоэнергетического функционирования экосистем и круговорота веществ, позволяет:

– использовать экологически безопасные технологические процессы;

– исключить прямое сжигание органических веществ;

– обеспечить совместимость  конечных продуктов с биосферой и включение их в круговорот веществ в природе;

– перекрыть затраты и  издержки производства за счет реализации вторичных ресурсов, отдельных видов промышленной продукции, платы за отходы, предотвращения ущерба окружающей природной среде.

Очень сложной и пока еще  не решенной проблемой является обезвреживание и захоронение радиоактивных и диоксинсодержащих отходов. Общепризнанно: избавление человечества от них – один из самых острых экологических моментов.

Наиболее разработанными методами утилизации муниципальных  радиоактивных отходов, т.е. отходов, не связанных с деятельностью АЭС и военно-промышленного комплекса, являются цементирование, остекловывание, битуминирование, сжигание в керамических камерах и последующее перемещение продуктов переработки в особые  хранилища (“могильники”).

На специальных комбинатах и пунктах захоронения радиоактивные отходы сжимают до минимальных размеров в прессовочной камере. Полученные брикеты помещают в пластиковые бочки, заливают цементным раствором и отправляют в хранилища (“могильники”), врытые в землю на глубину 5 – 10 м. По другой технологии их сжигают, превращают в пепел (золу), упаковывают в бочки, цементируют и отправляют в хранилища.

Всего в России действуют  около 20 спецкомбинатов и пунктов захоронения муниципальных отходов. Один из них – НПО “Радон”, расположенный в 100 км от Москвы, перерабатывает ежегодно 3000 м3 твердых и 350 м3 жидких радиоактивных отходов.

Тем не менее практически  все существующие способы утилизации и захоронения радиоактивных отходов кардинально не решают проблему, и не видно приемлемых путей их исхода. Особенно это касается отходов АЭС и ядерных военных производств и в первую очередь тех из них, которые относят к категории особо опасных (высокоактивных). По некоторым сведениям, их накопилось в мире более 1200 тонн и объем ежегодно увеличивается. Разработан метод захоронения особо опасных радиоактивных отходов в подземные емкости различных геологических формаций (массивы каменной соли, скальных грунтов и др.) на глубину не менее 600 м. Однако он не является экологически безопасным, и ученые ищут другие, более надежные способы.

Особое место в охране литосферы занимает утилизация опасных  диоксинсодержащих отходов. Запрещено использование нескольких десятков диоксинсодержащих веществ, а также низкотемпературное сжигание мусора. Для этого меняются технологии, например, производства бумаги, внедряется повсеместный строжайший контроль за содержанием диоксинов в промышленной продукции, отходах и продуктах.

Для борьбы с диоксинсодержащими отходами в нашей стране важное значение имело принятие летом 1993 г. проекта первого этапа федеральной программы “Защита окружающей природной среды и населения от диоксинов и диоксиноподобных токсикантов”. В настоящее время в Российской Федерации утверждена норма предельно допустимых концентраций для диоксинов – 0,5 пг/м3. Разработаны и внедрены (на водопроводах Уфы и Москвы) технологии очистки воды от диоксинов сорбцией на гранулированных активных углях. Борьба с диоксинами осложняется отсутствием в достаточном количестве современной аналитической аппаратуры, малым числом специальных лабораторий, недостаточной квалификацией персонала, высокой стоимостью приборов зарубежных фирм и т.д.

 

Восстановление  земель после техногенных нарушений.

Основное мероприятие  по восстановлению земель после техногенных  нарушений – их рекультивация – комплекс работ, проводимых с целью восстановления нарушенных территорий и приведения земельных участков в состояние безопасности.

Нарушение территории происходит в основном при открытой разработке месторождений полезных ископаемых, а также в процессе строительства. В таком случае земли теряют первоначальную ценность и отрицательно влияют на окружающую природную среду.

Объекты рекультивации: карьерные  выемки, провальные воронки, терриконы, отвалы и другие карьерно-отвальные комплексы; земли, нарушенные при строительных работах, а также в результате загрязнения их жидкими и газообразными отходами (нефтезагрязненные земли, газогенные пустыни и др.); территории полигонов твердых отходов.

Рекультивацию (восстановление) осуществляют последовательно, поэтапно. Различают техническую, биологическую и строительную рекультивации.

Техническая рекультивация – предварительная подготовка нарушенных территорий для различных видов использования. В состав работ входят: планировка поверхности, снятие, транспортировка и нанесение плодородных почв на рекультивируемые земли, формирование откосов выемок, подготовка участков для освоения и т.п.

На данном этапе рекультивации  засыпают карьерные, строительные и  другие выемки, в глубоких карьерах устраивают водоемы, полностью или частично разбирают терриконы, отвалы, закладывают “пустыми” породами выработанные подземные пространства. После завершения процесса осадки поверхность земли выравнивают.

Биологическая рекультивация проводится после технической для создания растительного покрова на подготовленных участках. С ее помощью восстанавливают продуктивность нарушенных земель, формируют зеленый ландшафт, создают условия для обитания животных, растений, микроорганизмов, укрепляют насыпные грунты, предохраняя их от водной и ветровой эрозии, создают сенокосно-пастбищные угодья и т. д. Работы по биологической рекультивации ведут на основе знания развития сукцессионных процессов.

При благоприятных условиях рекультивацию нарушенных земель осуществляют не по всем этапам, а выбирают какое-либо одно преимущественное направление: водохозяйственное, рекреационное и др. (см. табл.1). Например, на территориях, подверженных воздействию  газодымовых выбросов от промышленных предприятий, рекомендуется санитарно-гигиеническое  направление рекультивации с  использованием газоустойчивых растений.

Таблица 1 Использование  рекультивированных земель в зависимости от направления рекультивации

Очень сложно рекультивировать земли, загрязненные нефтью, так как они имеют обедненную биоту и содержат канцерогенные углеводороды типа бенз(а)пирена. Здесь необходимы рыхление и аэрация почвы, использование бактерий, потребляющих нефть, посев специально подобранных трав и др.

При необходимости выполняют  также строительный этап рекультивации, в ходе которого на подготовленных территориях возводят здания, сооружения и другие объекты.

Работы по рекультивации  нарушенных территорий проходят в соответствии с нормативно-инструктивными материалами  и ГОСТ. Например, действует ГОСТ 17.5.3.04-83. “Охрана природы. Земли. Общие требования к рекультивации земель”.

Сегодня уже нельзя ограничиться только восстановлением нарушенного массива, плодородия земель, созданием растительного покрова, а важно восстанавливать и все другие компоненты природной среды. Необходима комплексная рекультивация, а точнее рекультивация природной среды.