Бытовые отходы как экологическая проблема российских городов
Чтобы поменьше отравлять землю, воду и воздух вокруг себя, коммунальные отходы нужно перерабатывать в энергию, а не хоронить на полигонах.
Чем больше город, тем больше в нем мусора, львиная доля которого приходится на так называемые твердые коммунальные отходы (ТКО), или твердые бытовые отходы (ТБО) – то есть мусор из жилых помещений, то, что оставляем после себя мы с вами. Соответственно, чем больше в стране городов и чем больше в стране городских жителей, тем острее «мусорная проблема». Если говорить о России, то у нас в городах живет 75% населения, и объем ТКО растет стремительно: по данным Минприроды России, ежегодно в стране появляется порядка 70 млн. т. ТКО – свыше 400 кг на человека. Вторичной переработке подвергаются не более 5% (для сравнения: в США – 35%, в ЕС – 47%), остальное отправляется на полигоны или незаконные свалки.
В соответствии с Федеральным законом 458-ФЗ, на первом месте у нас, как и во всем мире, стоит использование ТКО в качестве вторичного сырья, затем – переработка в электроэнергию и тепло, захоронение же должно идти в третью очередь. Пока что ни в одной стране не удалось добиться 100-процентной переработки, но, так или иначе, для российских городов баланс здесь слишком сильно сдвинут в сторону захоронения: эффективная инфраструктура переработки отходов в стране практически отсутствует, и по оценкам Международной финансовой корпорации (IFC) действующие в России полигоны уже в 2012 г. были загружены на две трети, 30% из них не соответствует санитарным требованиям, а площадь свалок нередко превышает 10 га.
С тем, что мусор лучше всего перерабатывать, никто не спорит. Но далеко не всякий мусор можно переработать, а для некоторых способов утилизации отходов, как мы только что сказали, просто нет подходящей инфраструктуры. Между тем что-то делать с горами ТКО нужно прямо сейчас. А чтобы выбрать из разных способов утилизации, нужно знать их плюсы и минусы.Мусоросжигание
Термическая переработка – один из самых распространенных методов утилизации отходов, хотя доля сжигаемого мусора разнится в разных странах: США сжигают 13% отходов, ЕС – 27%, Китай – 30%, Япония – 80%. Существует несколько видов мусоросжигания:
• Слоевое;
• Камерное;
• В кипящем слое.
И слоевое сжигание, и камерное, и сжигание в кипящем слое можно проводить как при высоких температурах, так и при низких. Низкотемпературное сжигание – это переработка при температуре от 600–900 °С, соответственно, высокотемпературное сжигание – когда мусор уничтожают при температуре больше 900 °С. Низкотемпературное сжигание более опасно в смысле загрязнения среды – при таком режиме образуется очень много токсичных диоксинов и полиароматических углеводородов. Если же мы сжигаем отходы по высокотемпературной технологии, то достаточно всего нескольких секунд, чтобы «дожечь» и остатки отходов, и ядовитые диоксины с полиароматическими углеводородами – они исчезнут и больше не появятся.
Перед сжиганием отходы необходимо рассортировать, отобрав то, что представляет опасность, а также то, что годится для вовлечения во вторичный оборот. При горении некоторых материалов (градусников, ртутных ламп, батареек) образуются ядовитые вещества, улетающие в атмосферу. Поэтому раздельный сбор опасных отходов – одна из первоочередных мер при создании системы утилизации ТКО.
Такие материалы, как бумага и полимеры, при современной системе газоочистки можно сжигать без вреда для окружающей среды, однако с экологической точки зрения более целесообразно вовлекать их во вторичное использование. Черные и цветные металлы при сжигании не разлагаются, их отбирают из шлака после термической переработки.
Мусоросжигание снижает объем накопления отходов в 10 раз – а это значит, что у нас меньше отходов отправляются на захоронения, меньше возникает несанкционированных свалок, уменьшается загрязнение воды и почвы. Кроме того, сжигание позволяет сразу переработать большой объем отходов, что очень удобно на больших предприятиях и в городах, т. к. жечь отходы можно по мере их поступления.
Недостаток мусоросжигания заключается в том, что при горении образуются шлак и зола. Шлак составляет около 10% по объему и 30% по массе от исходного вещества и обладает IV классом опасности (таким же, как и сами ТКО). Его можно использовать в дорожном строительстве (такие прецеденты есть в некоторых европейских странах).
Зола, оседающая на фильтрах мусоросжигающего завода, составляет порядка 3% от массы исходного вещества, обладает более высокой токсичностью (III класс опасности), и потому для нее нужны или специализированные полигоны, или особые цеха по ее обезвреживанию.
Основные загрязнители, которые выбрасывают в воздух мусоросжигательные заводы, это оксид и диоксид азота, аммиак, оксиды металлов и бензол. Уровень загрязнений можно снижать, фильтруя выбросы и используя высокотемпературные методы сжигания, которые позволяют уменьшить объем золы и шлака. В любом случае, после высокотемпературного сжигания и дополнительной очистки выбросов в атмосферу поступает в десять раз меньше вредных веществ, чем при простом захоронении.
Складирование ТКО на полигонах
В нашей стране свыше 90% твердых коммунальных отходов отправляют на полигоны ТКО. Такой подход порождает массу проблем, масштаб и глубина которых будут только нарастать. Как следствие, в обществе возникает особый интерес к «мусорному» вопросу, и властям неизбежно приходится как-то на все это реагировать. (Характерный пример – полигон «Кучино» в Московской области.)
Полигоны вредят окружающей среде потому, что захороненные отходы разлагаются и выделяют биогаз, кроме того, на полигонах возникает свалочный фильтрат, о котором речь пойдет ниже, и очаги самовозгорания, загрязняющие атмосферу продуктами горения ТКО. Разлагающиеся отходы портят воздух сероводородом, сернистым ангидридом, формальдегидом, диоксидом азота, оксидом углерода, аммиаком, толуолом, метаном, а очаги самовозгорания дают флуорен, фенантрен, метан, этан, бутан, пропан, этилен, пропилен.
В результате загрязнения атмосферы в ходе эксплуатации полигонов ТКО повышается риск развития заболеваний органов дыхания, иммунных и онкологических заболеваний, возникновения пороков развития.
Кроме того, не стоит забывать про почву и воду, которые тоже страдают из-за полигонов с ТКО. С отходами в почву попадает большое количество органических веществ, микроорганизмов, яиц геогельминтов. Из почвы все это попадает в подземные (в первую очередь грунтовые) воды, смывается атмосферными осадками в открытые водоемы и загрязняет источники водоснабжения. (Вещества, которые вылетают в воздух от деятельности мусоросжигательных заводов, в результате эмиссии из атмосферы тоже могут попадать в почву и грунтовые воды, но их доля незначительна по сравнению с загрязнением от свалочного фильтрата.)
На полигонах под действием атмосферных осадков образуется фильтрат – сложная и неоднородная по химическому составу жидкость, возникающая в результате инфильтрации атмосферных осадков, проникающая вглубь полигона и концентрирующаяся в его основании. Свалочный фильтрат – это минерализованный раствор, который, проходя через толщу отходов, обогащается ядовитыми веществами, входящими в состав отходов или являющимися продуктами их разложения. В фильтрате сосредотачиваются органические и неорганические соединения и тяжелые металлы. Уровень ряда веществ в нем существенно превышает предельно допустимые концентрации (ПДК), указанные в Санитарных правилах и нормах (СанПиН) 2.1.4.10-01. В частности, содержание сульфатов достигает 6,7 ПДК, общего железа – 1700 ПДК, хлора – 12,3 ПДК, нитратов – 1,3 ПДК, ионов марганца, цинка, свинца, кадмия, никеля, трехвалентного хрома, аммония соответственно 128, 102, 16,7, 500, 11,2, 10,4 и 230,5 ПДК.
Свободно стекая по рельефу, фильтрат попадает в почву, поверхностные и подземные воды. Проникая в почвы и воды, он загрязняет их не только вредными соединениями, но и патогенными микроорганизмами, увеличивая опасность острых кишечных инфекций и всевозможных паразитарных заболеваний.
В бытовых отходах содержится огромное количество возбудителей различных инфекционных заболеваний, прежде всего кишечных; в 30–40% проб ТКО содержатся яйца гельминтов. Патогенные микроорганизмы достаточно долго сохраняют в отходах патогенность и вирулентность. А при мусоросжигании, наоборот, вероятность возникновения инфекционных и паразитарных заболеваний полностью исключена.
Важный шаг к решению проблемы отходов
Таким образом, если иметь в виду здоровье населения, то мусоросжигательные технологии более предпочтительны по сравнению с полигонами ТБО (хотя зольные отходы от мусоросжигательных заводов все равно надо как-то утилизировать ввиду их высокой токсичности). Учитывая наши современные реалии, наиболее целесообразной по экономическим и временным затратам является технология мусоросжигания – она не только позволяет значительно сократить объем отходов, вывозимых на полигоны, но и дает, в качестве побочного продукта, энергию, которую можно использовать для коммунальных нужд.
Доктор медицинских наук Павел Шур, ученый секретарь,
Дмитрий Шляпников, заведующий отделом анализа риска для здоровья населения,
Дмитрий Суворов, лаборант-исследователь лаборатории проблем экономической оценки и страхования рисков,
Федеральный научный центр медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения.
