Твердые бытовые отходы

– Тут есть такое твердое правило, – сказал мне позднее Маленький принц. – Встал поутру, умылся, привел себя в порядок – и сразу же приведи в порядок свою планету.

Город, даже такой красивый и замечательный, как Новоуральск, является не только средоточием культуры, архитектурных красот и достопримечательностей, но и огромныммусорником. Как ни обидно это слышать, но, с точки зрения экологии, город – это место, где производится и потребляется огромное количество предметов, изобретенных цивилизацией, часть из которых очень быстро проходит стадию использования и превращается в твердые бытовые отходы.

По дороге в школу на улицах города автор работы ежедневно видит неприглядную картину: сосредоточение бытового мусора в открытых свалках. По предположениям исследователя, это крайне отрицательно влияет на окружающую среду и как следствие — на человека.

Автор попытался найти ответы на вопросы: «Что можно сделать, чтобы на улицах не было столько мусора? Куда девать мусор? Что с ним делать? Почему мусор не убирают? А если его и вывозят в мусорных баках, то куда? Что происходит с ним в дальнейшем?»

Мир изменяется, но не настолько, чтобы избавить человека от необходимости выносить мусор. Этого мусора становится все больше. Американцы подсчитали, что если все отходы человечества равномерно распределить по земному шару, то они через 10 лет покроют планету слоем в 5 метров. Чтобы подобного не случилось, необходимо изучить проблемы утилизации отходов и предпринять шаги к исправлению ситуации.

Твердые бытовые отходы, их утилизация и вторичная переработка

Основные категории твердых бытовых отходов

Твёрдые бытовые отходы — товары, потерявшие потребительские свойства, наибольшая часть отходов потребления.

Известному эксперту по проблеме отходов Полу Коннетту принадлежит краткая формулировка, выражающая новый взгляд на проблему твердых бытовых отходов: «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, продолжает Коннетт, 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.

Нетрадиционный взгляд на проблему состоит в том, что гораздо проще контролировать, что попадает на свалку, чем то, что попадает со свалки в окружающую среду. Этот новый подход привел к возникновению концепции управления отходами, смысл которой заключается в том, что бытовые отходы состоят из различных компонентов, которые не должны в идеале смешиваться между собой, а должны утилизироваться отдельно друг то друга наиболее экономичными и экологически приемлемыми способами.

В составе ТБО в настоящее время преобладают следующие компоненты:

• Бумага – газеты, журналы, упаковочные материалы

• Пластмассы

• Пищевые и растительные отходы

• Различные металлы (цветные и чёрные)

• Стекло

• Текстиль

• Древесина, лист

Состав и объем бытовых отходов разнообразны и зависят не только от страны и местности, но и от семейных традиций, времени года и даже уровня дохода конкретного человека. Люди с большим доходом, как правило, производят больше мусора, просто потому, что уровень личного потребления в таких семьях значительно выше.

Современный житель города читает книги и газеты, учится и пишет, питается несколько раз в день, зачастую готовя из полуфабрикатов, одевается, обновляя гардероб ежесезонно. «Офисная жизнь» современного человека требует массы бумаги, которая, отслужив свое, утилизируется. Кроме того, значительная часть оберточных и упаковочных материалов также сделана из бумаги и картона.

Неудивительно поэтому, что 40% бытовых отходов составляют картон и бумага. Вторая по величине категория отходов в нашей стране – это так называемые органические отходы, на третьем месте металл, стекло и пластик, которые в сумме дают 7%, примерно по 4% приходится на дерево, текстиль, резину и т. д.

История утилизации твердых бытовых отходов

Проблема утилизации ТБО появилась очень давно. Об этом свидетельствуют такие факты:

200 тыс. лет до н. э. Первые мусорные кучи, найденные археологами. Целиком состоят из костей животных и обломков каменных орудий

400 лет до н. э. В Афинах основана первая в истории муниципальная свалка.

200 г. В Риме возникла городская служба по уборке мусора.

1315 г. После долгого перерыва в Париже возобновился вывоз мусора с городских улиц на свалки.

1388 г. Английский парламент запретил бросать мусор на улицы и в источники питьевой воды.

1775 г. В Лондоне появились первые мусорные баки.

1800 г. Муниципалитет Нью-Йорка приказал выгонять на улицы города свиней, которые должны были поедать мусор.

1810 г. В Англии изобретена жестяная консервная банка, занявшая вскоре почетное место на свалках.

1869 г. Началось производство целлулоида – первого из многих видов пластмассы.

1874 г. В Ноттингеме (Англия) началось организованное сжигание городского мусора.

1897 г. В Нью-Йорке открыт первый центр по сортировке и переработке мусора.

1912 г. Швейцарский химик Якоб Бранденбегер изобрел целлофан.

1916 г. 80% отходов в крупных городах Европы и Америки составляет угольная и древесная зола из печей. К 1947 году этот показатель снизился до 42%, к 1960 году – до 3%.

1932 г. В США изобрели машины, прессующие мусор.

1942 г. В СССР и США начинается массовый сбор мусора для переработки в военных целях\

1948 г. В Нью-Йорке открылась свалка Фреш-Киллс, до сих пор остающаяся крупнейшей в мире.

1965 г. Конгресс США принимает Акт об утилизации твердых отходов.

1992 г. Международный форум в Рио-де-Жанейро назвал утилизацию отходов одной из главных проблем человечества.

2000 г. Страны ЕС поставили задачу добиться утилизации и повторного использования 50% отходов.

Мы видим, что в разное историческое время люди находили все более эффективные способы решения проблемы утилизации ТБО.

Но ежегодно количество мусора возрастает примерно на 3% по объёму, причём на долю России приходится более 25 млн. тонн в год.

Варианты утилизации ТБО

Что же делать с ненужной вещью? Ответ может показаться очевидным: «Просто выбросить!» Однако избавиться от мусора не всегда просто. Выбросить куда?

Согласно оценкам одной итальянской организации по охране окружающей среды, для разложения одной брошенной в море стеклянной бутылки потребуется 1000 лет. Бумага разлагается всего за три месяца. Сигаретный окурок будет плавать в море около 5 лет, полиэтиленовый пакет — от 10 до 20 лет, нейлоновые изделия — от 30 до 40 лет, металлическая банка — 500 лет, полистирол — 1000 лет.

Захоронение

Самый дешёвый способ избавиться от отходов — произвести их захоронение. Этот способ восходит к простейшему пути — выбросить что-либо из дому, на свалку.

История показала, что простым выбрасыванием непригодных предметов из дому проблему решить не удаётся. В XX веке пришлось перейти от стихийного создания свалок к проектированию и реализации специальных инженерных объектов, полигонов для захоронения бытовых отходов.

Такой технологический подход к обезвреживанию твердых бытовых отходов помогает получить биогаз и использовать его в качестве топлива. С этой целью бытовой мусор засыпают по определенной технологии слоем грунта толщиной 0,6-0,8 м в уплотненном виде. Биогазовые полигоны снабжены вентиляционными трубами, газодувками и емкостями для сбора биогаза.

Проектом предусматривается минимизация ущерба окружающей среде, строгое соблюдение санитарно-гигиенических требований.

Можно предположить, что и в перспективе роль мусорных свалок заметно не уменьшится, поэтому извлечение биогаза из них с целью его полезного использования будет оставаться актуальным.

Сжигание

Наиболее распространённым методом утилизации ТБО является сжигание с последующим захоронением золы на специальном полигоне. Этот метод, помимо снижения объема и массы, позволяет получать дополнительные энергетические ресурсы, которые могут быть использованы для централизованного отопления и производства электроэнергии.

К числу недостатков этого способа относится выделение в атмосферу вредных веществ, а также уничтожение ценных органических и других компонентов, содержащихся в составе бытового мусора. Для нейтрализации ядовитых химических соединений требуется специальный температурный скачок, "дожигание" (резкое снижение температуры на 700-800 градусов). Наиболее опасным с экологической точки зрения является низкотемпературное сжигание в котлах.

Биотермическое компостирование

Этот способ утилизации твердых бытовых отходов основан на естественных, но ускоренных реакциях трансформации мусора при доступе горячего воздуха температурой порядка 60°С. ТБО в результате превращается в компост. Однако для этого исходный мусор должен быть очищен от крупных предметов, а также металлов, стекла, керамики, пластмассы, резины. Полученный мусор загружается в биотермические барабаны, где выдерживается в течение 2 суток с целью получения товарного продукта, после чего доизмельчается и складируется для дальнейшего использования в качестве компоста в сельском хозяйстве или биотоплива в топливной энергетике.

Однако современные технологии компостирования не дают возможности освободиться от солей тяжелых металлов, поэтому компост из ТБО фактически малопригоден для использования в сельском хозяйстве.

Сравнительная таблица (см. табл. 1 Приложения) убедительно показывают, что все существующие сейчас и широко используемые в нашей стране способы утилизации имеют огромное количество недостатков. Единственным, относительно экологически чистым, способом борьбы с ТБО и промышленными отходами, на сегодняшний день, является переработка отходов.

Рециклинг

Переработка (другие термины: вторичная переработка, рециклинг (от англ. Recycling – утилизация отходов) – повторное использование или возвращение в оборот отходов производства. Наиболее распространена вторичная переработка таких материалов, как стекло, бумага, алюминий, асфальт, железо, ткани и различные виды пластика (см. табл. 2 Приложения).

Еще в СССР утилизации придавалось большое значение. Были разработаны унифицированные бутылки для молока, пива и прохладительных напитков, по всей стране существовали пункты сбора стеклотары. Для сбора макулатуры и металлолома привлекались школьники и члены пионерской организации. Был налажен жесткий учет драгоценных металлов, применяемых в промышленности, в частности в электронике.

Во всем мире отходы рассматривают как потенциальное сырье для будущего продукта – вторичного сырья, как элемент бизнеса. Но без введения раздельного сбора мусора эффективно решить проблему переработки бытовых отходов невозможно, так как для каждого типа сырья есть соответствующая технология переработки.

Ненужные либо же испорченные металлические предметы, так называемый металлолом, сдаются на пункты приема вторсырья для последующей переплавки. Особо выгодна переработка цветных металлов (меди, алюминия, олова) и некоторых черных металлов (чугун).

Возможна вторичная переработка бумаги: старые бумаги вымачиваются, чистятся и измельчаются для получения волокон — целлюлозы. Дальше процесс аналогичен процессу производства бумаги из лесоматериалов. В России основная часть макулатуры (до 75 %) используется для производства туалетной бумаги и картона.

Во многих странах Европы на мусоросборных площадках, помимо контейнеров для сбора металла, пластика, бумаги и стекла, появились контейнеры для сбора использованной одежды и обуви. Весь текстиль поступает в сортировочный центр. Здесь происходит отбор одежды, которая ещё может быть пригодна для использования, она впоследствии поступает в благотворительные ассоциации для малоимущих. Непригодная одежда проходит тщательный отбор: отделяются все металлические и пластмассовые детали (пуговицы, кнопки и пр. ), затем разделяют по типу ткани (хлопок, лен, полиэстер и т. д. ). Например, джинсовая ткань поступает на заводы по производству бумаги, где ткань измельчается и отмачивается, после этого процесс производства идентичен целлюлозному. В результате получается два типа бумаги: «артистический» для акварели или гравюры со своей текстурой, прочностью, долговечностью и бумага для производства банкнот.

Обувь подвергается похожему процессу сортировки: подошва отделяется от верха, компоненты сортируются по типу материала, после чего поступают на предприятия по переработки резины, пластмассы и т. д. В этом своего успеха достигла компания спортивной одежды NIKE, в магазинах которой в США можно получить скидку, оставив свои сношенные кроссовки.

Проблемы утилизации ТБО

Наиболее предпочтительный метод утилизации отходов — не сжигание, а целесообразная переработка на основе экологически чистых технологий. Правда, чтобы такая установка функционировала, в нее не должны попадать посторонние предметы, например, металлические детали. А для этого при выносе бытовых отходов различной природы следует складировать их в отличающиеся контейнеры. Здесь можно использовать зарубежный опыт, в частности, Германии, где администрации городов для поощрения граждан, соблюдающих правила складирования отходов, уменьшали плату по линии ЖКХ, а не соблюдающих, наоборот, штрафовали. Через несколько лет проблема была решена. России такую проблему еще предстоит решать.

Таким образом, можно констатировать, что главным направлением в сокращении выделения вредных веществ в окружающую среду является сортировка или раздельный сбор бытовых отходов.

Ученые всех стран пытаются решить одну из самых актуальных мировых экологических проблем – проблему утилизации пластиковой тары. 6 млн. 300 тыс. тонн мусора, большую часть которого составляет пластик, ежегодно сбрасывается в Мировой океан. Он убивает 1 млн. птиц; 100 тысяч морских млекопитающих и неисчислимые косяки рыб.

Среди многочисленных подходов к решению проблемы в последнее время в развитых странах все большее внимание уделяют производству так называемого "умного пластика", который разлагается естественным путем или посредством применения специальных реагентов. Но, к сожалению, разлагаемые пластики все еще остаются диковинкой для большинства стран мира.

Изучение видов ТБО населения и способов их утилизации

Интервьюирование специалиста о распаде бытовых отходов

Автору исследовательской работы нужно было узнать, сколько времени длится процесс биологического разрушения отходов. В ходе интервьюирования Володенко А. Г. , инженера-химика, работающего на Уральском электрохимическом комбинате, исследователь выяснил, что для разложения в земле до молекулярного уровня небольшой пластмассовой игрушки необходимо не менее 500 лет. Сроки разложения пищевых отходов – от 10 дней до 1 месяца, бумаги – от 1 месяца до 2 лет, досок деревянных и железной арматуры – до 10 лет, жестяной банки – до 90 лет, пластиковых бутылок – более 100 лет, полиэтиленовой пленки – 200 лет, алюминиевых банок – 500 лет, стекла – более 1000 лет.

Все эти отходы являются опасными для природы и человека: полиграфическая краска на бумаге, кожзаменители, пластмассы при сжигании образуют полиароматические углеводороды – вещества, вызывающие страшные заболевания (см. запись интервью в Приложении).

Опыты по определению степени безопасности утилизации ТБО

Чтобы убедиться в длительном сроке разложения мусора в почве, автором были взяты 4 баночки с почвой, в которые помещены образцы мусора. В почву первой банки поместили бумагу, в почву второй банки – ткань, в почву третьей банки поместили стекло, в почву четвертой - пластмассу, почву слегка увлажнили. Через месяц посмотрели на образцы мусора.

Было обнаружено, что бумага изменилась больше всего, немного меньше всего ткань, и никаких видимых изменений не произошло со стеклом и пластмассой.

Для исследования безопасности сжигания мусора автор измельчил 3 вида ТБО: бумагу, полиэтиленовый пакет и пластиковую бутылку. Затем, под присмотром родителей, поджег их и фиксировал результаты.

Бумага сгорела быстро, выделяя небольшое количество дыма и оставив после себя пепел.

Пламя при сжигании пакета имело зеленоватый оттенок. Материал не сгорел полностью, а превратился в расплавленную массу, выделяя дым и едкий запах. Аналогично (с выделением удушающего запаха и обильного черного дыма) произошло сжигание бутылки.

Авторские эксперименты позволили с уверенностью говорить о том, что наиболее часто применяемые способы утилизации не являются безопасными для природы и человека: при сжигании в воздух выбрасываются ядовитые газы, в землю попадают расплавленные твердые частицы, а при захоронении не разлагаются многие бытовые отходы.

Изучение количества и видов ТБО в жилище человека

С целью изучения видов твердых бытовых отходов автором был проведен социологический опрос среди одноклассников и ребят, посещающих секцию хоккея, который позволил узнать, сколько пластиковой тары выбрасывает каждая семья.

Результаты анкетирования ошеломляют: расход пластиковой тары в месяц 50 семьями общим количеством 150 человек составил пластиковых бутылок – 81 шт. объемом 2 л, 273 шт. объемом 1,5 л, 72 шт. объемом 1 л, 54 шт. объемом 0,5 л, 16 шт. объемом 0,33 л; пластиковых баночек из-под йогурта – 839 шт. , из-под сметаны – 346 шт. ; пакетов обычного размера – 2982 шт. , из-под молока, кефира – 1092 шт. , больших пакетов– 788 шт. ; пластиковых флаконов из-под шампуней и др. – 92 шт.

Также была проведена инвентаризация бытового мусора в собственной квартире. В течение 2 дней все члены семьи раскладывали отходы в отдельные пакеты для разного мусора. В конце эксперимента содержимое пакетов было взвешено и определено их процентное соотношение по массе. Пищевые отходы составили 55% от общего количества мусора, упаковочные материалы – 34%, прочие отходы – 11%.

Данные исследования подтверждают, что количество неразлагающихся отходов очень велико, поэтому каждому необходимо задуматься о том, как сократить потребление в быту пластиковых предметов.

Автор исследования предложил свои рекомендации по уменьшению использования пластмассовой тары.

Использование бытовых отходов

Найти достойное «продолжение жизни» пластиковым бутылкам отнюдь не сложно.

Проанализировав материалы сети Internet, составитель исследовательской работы обнаружил, что применение полиэтиленовой таре нашли многие изобретатели и дизайнеры:

Компания Motorola выпустила W233 Renew, самый первый телефон, созданный из переработанных пластиковых бутылок. Для создания W233 необходимо на 20% меньше энергии, чем для производства аналогичного аппарата.

Всем известная компания Samsung решила не отстать от Motorola и выпустила мобильный телефон Blue Earth. Две его особенности: изготовлен из пластиковых бутылок и работает от солнечной энергии. Всё это делается для экономии топлива и снижения выбросов углекислого газа в атмосферу.

Из пластиковых бутылок делают не только телефоны, но и другие вещи, например сумки из переработанных пластиковых бутылок от Matt & Nat. Ни одно животное в процессе создания сумок не пострадало, поэтому они уже положительно оценены защитниками природы.

Дизайнер Миа Коизуми из пластиковых бутылок создает оригинальные постановки на тему подводного мира.

Автор данной работы из бутылок и коробок делает кормушки для птиц и развешивает их на балконе, в лесу, на даче. Воспользовавшись сведениями, почерпнутыми из Интернета, удалось из пластмассовых бутылок сделать полезные вещи в саду: умывальник, горшки для рассады, мини-теплички. Пластмассовая бутылка служила и грелкой, и кеглей, и гантелей. Авторские рекомендации для умелых рук представлены в буклете.

Человеческая фантазия позволяет не засорять Землю этим материалом, а использовать разумно.

Человечество не погибнет в атомном кошмаре – оно задохнется в собственных отходах.

Очевидно, что одной из главных проблем современности является утилизация бытовых отходов. Рост городов, развитие промышленности и сельского хозяйства приводят к ухудшению экологических условий проживания людей, особенно в крупных городах, где хозяйственная деятельность наиболее сконцентрирована и где на ограниченной территории сосредоточена значительная масса населения. В городах происходит наиболее интенсивное накопление ТБО, которые при неправильном и несвоевременном удалении и обезвреживании могут серьезно загрязнять окружающую природную среду.

Целью данной статьи являлось выявление наиболее эффективных, а также экологически безопасных способов утилизации твердых бытовых отходов.

Изучение специальной литературы позволило автору тщательно ознакомиться с различными видами твердых бытовых отходов, выявить и классифицировать способы утилизации мусора (в том числе и в других странах), разработать рекомендации по вторичному использованию пластиковых бутылок.

Благодаря проведенному исследованию — опытам по захоронению и сжиганию бытового мусора — а также с помощью анализа статистических данных и интервью автор смог оценить влияние данных способов утилизации на человека и природу. Следовательно, все поставленные задачи были выполнены.

Проведенное исследование показало, что:

• большой объем ТБО от населения составляют упаковочные материалы из пластика, стекла, которые при их захоронении долгое время не подвергаются гниению;

• отсутствие разделения отходов при их сборе приводят к дополнительным затратам при их инвентаризации на городской свалке;

• при наличии заинтересованных решением данной проблемы людей возможно значительное сокращение ТБО путем разделения, подготовки к вторичному использованию и дальнейшей реализации на специальные предприятия по переработке вторичного сырья;

• разделение отходов и их вторичная переработка способствует эффективному решению проблемы увеличения объема отходов и площадей городских свалок.

Гипотеза, выдвинутая автором в начале работы, подтвердилась: существуют эффективные способы переработки твердых бытовых отходов, ведущие к уменьшению площадей городских свалок.

Однако результаты проведенного анализа показали, что далеко не все варианты утилизации безопасны. Разработки ученых позволяют надеяться на то, что в будущем человечество перейдет на разлагаемые упаковочные материалы. До тех пор, пока этого не произошло, россиянам нужно прививать культуру раздельного складирования бытовых отходов различной природы.

В жизненно важном деле охраны природы и ее рациональном использовании каждый человек может и должен что-то делать. Пусть даже малое, но нужное и полезное в его работе и жизни. Только совместными усилиями можно сохранить природу для нас и для тех, кто придет к нам на смену.