книги / Стратегия устойчивого развития урбанизированных территорий

Уровень экологического неблагополучия территорий от воздействия отходов производства и потребления можно оценивать по его тяжести как относительно удовлетворительное, напряженное, критическое, кризисное и катастрофическое.

В тех случаях, когда на учестках территории Российской Федерации под воздействием отходов производства и потребления происходят устойчивые отрицательные изменения в окружающей среде, угрожающие здоровью населения, состоянию естественных экологических систем, генетическим фондам растений и животных, они, в соответствии с законом РФ «Об охране окружающей среды» (ст.58), объявляются зонами чрезвычайной экологической ситуации. В тех случаях, когда в результате воздействия отходов на участках территории РФ произошли глубокие необратимые изменения, повлекшие за собой существенное изменение здоровья населения, нарушение природоохранного равновесия, разрушение естественных экологических систем, деградации флоры и фауны, они объявляются зонами экологического бедствия (ст.59).

Основные объекты образования отходов производства приходятся на добывающие и перерабатывающие отрасли промышленности. При добыче минерального сырья, исчисляемого десятками миллиардов тонн, лишь около 5–10 % используется в производстве, остальные являются отходами. К ним относятся вскрышные и вмещающие «пустые» породы, некондиционные полезные ископаемые, отходы обогатительных производств, коксохимических и металлургических предприятий.

Большие объемы отходов образуются в теплоэнергетике при использовании в качестве топлива малокалорийных видов каменного угля и сланцев.

Вовлечение в производство бедных и труднообогощаемых руд приводит к резкому росту образования отходов.

Накопление отходов на поверхности земли (отвалы, полигоны, накопители, хвосто- и шламохранилища, терриконы) нарушает ландшафты, ведет к задалживанию земельных и используемых вторичных ресурсов, загрязняет окружающую среду и связано с большими затратами по их обслуживанию, рекультивации и проведению природоохранных мероприятий в зоне их влияния.

Сельское хозяйство как товарная отрасль экономики также дает большое количество отходов. Наряду с традиционными отходами растениеводства (полевые отходы – до 50 % от биомассы урожая, отходы

181

обработки – до 30 %) образуются многотоннажные животноводческие отходы – навоз от крупного рогатого скота и свиноводства, помет от крупных животноводческих комплексов.

Особое место в твердых бытовых отходах занимают остатки пищевых продуктов, укосы газонных трав и отходы от ухода за зелеными насаждениями, а также отходы от уборки придомовых территорий, смет с улиц и площадей, отходы от снегоуборки.

За последние десятилетия возникла серьезная проблема по управлению движением электронного шрота (отходы бытовой электроники и электротехники), который представляет большую опасность из-за содержания токсичных материалов.

К отходам потребления относят твердые бытовые отходы (ТБО), образующиеся в результате жизнедеятельности людей. Основными источниками образования ТБО являются жилые и общественные здания, хозяйственные учреждения, предприятия общественного питания, гостиницы, школы, коммунальные службы.

Всостав городских отходов входят строительные отходы от сноса

иреконструкции зданий и сооружений, материалы из рекультивируемых и санируемых несанкционированных свалок.

Уровень использования вторичных материалов из ТБО остается на уровне 3–5 %, что приводит к потере ценных материалов и размещению в окружающей среде больших объемов неутилизируемых отходов.

Это определяет необходимость более эффективного управления движением отходов с целью минимизации их образования и более эффективной утилизации.

5.1.2. Стратегия управления образованием отходов

Долгое время стратегия охраны окружающей среды от загрязнения отходами базировалась на принципах их обезвреживания с использованием большого набора технологий для их сбора, транспортировки, обезвреживания и уничтожения с размещением основного объема образования в окружающей среде. Опыт реализации такой стратегии показал ее несостоятельность как в экологическом (рост нагрузки на объекты окружающей среды и население), так и в экономическом (задалживание и потеря ценных вторичных и земельных ресурсов) и социальном (рост социального напряжения в местах размещения отходов) отношениях.

182

Дальнейшее развитие объектов промышленного производства, рост объемов потребления товаров и услуг во все увеличивающихся масштабах, связанных с повышением качества жизни населения, привели к невиданному ранее расширению объемов использования природных ресурсов и образованию отходов, которые превратились в важнейшую экологическую и экономическую проблему XX века.

Существующие методы извлечения вторичных материалов из отходов, технологии их обезвреживания были малоэффективными. В результате этого большая часть отходов без обезвреживания размещалась в окружающей среде, вызывая ее загрязнение. Это определило два основных направления решения проблемы: внедрение энерго- и ресурсосберегающих технологий для минимизации образования отходов и извлечения из отходов вторичных материалов с возвратом их в производство. Потеря больших объемов вторичного сырья и экологические ущербы стали побудительной причиной разработки и внедрения методов рециклинга как основы возврата в производство вторичного сырья

иснижения экологических нагрузок.

Сучетом того, что лишь 2 % потребляемых природных ресурсов превращается в конечную продукцию, а остальное превращается в отходы, переработка отходов становится первоочередной мировой задачей, ядром решения проблемы ресурсосбережения. Известно, что 50 % бытовых и до 100 % промышленных отходов вполне могут быть переработаны. Используя отходы, можно снизить потребление природных ресурсов, уменьшить выбросы и вредное влияние хранилищ отходов на окружающую среду, одновременно решить при этом большой круг экологических проблем.

Новая стратегия управления образованием отходов должна быть основана на принципах ресурсосбережения, комплексного использования сырья, максимального вовлечения в хозяйственный оборот вторичных ресурсов. Если при ранее существовавших подходах управление движением отходов начиналось после их образования, то современная методология управления начинается на этапах выбора и подготовки сырья, использования малоотходных технологий, позволяющих минимизировать объемы образующихся отходов и получать их заданное качество, обеспечивающее возможность использования. При этом стало очевидным внедрение раздельного сбора отходов, их идентификация в целях придания отходам статуса товара, который можно использовать на рынке.

183

Новая стратегия управления движением отходов становится возможной в условиях реализации природоохранной политики на государственном, региональном и локальном уровнях, направленной на: стимулирование применения энерго-, ресурсосберегающих малоотходных технологий производства; увеличение штрафов и санкций за размещение подлежащих утилизации отходов в окружающей среде и за ее загрязнение отходами; введение раздельного сбора и идентификации отходов в целях более полного использования их как вторичных материалов; снижение налогов, предоставление льгот и другие виды стимулирования использования отходов и производства продукции из вторичного сырья.

5.2.Управление движением техногенных отходов

5.2.1.Малоотходные технологии

В1984 г. Европейская экономическая комиссия (ЕЭК), рассматривая принципы наиболее рационального использования природных ресурсов и защиты окружающей среды от загрязнения и возможности практического применения знаний, методов и средств для обеспечения потребностей человека без неблагоприятного влияния на окружающую среду, впервые использовала понятие «безотходная технология». Безотходная технология – это такой способ производства продукции (процесс, предприятие, территориально-производственный комплекс), при котором сырье и энергия в цикле «сырьевые ресурсы – производство – потребитель – вторичные ресурсы» используются наиболее рационально

икомплексно. При этом любые воздействия на окружающую среду не нарушают ее нормального функционирования.

Абсолютно безотходная технология в принципе невозможна, но минимизация образования отходов до таких пределов, при которых их воздействие на окружающую среду и население не превышают пределов допустимых рисков, при современном развитии техники и технологий становится возможной.

Вмалоотходных производствах по техническим, экономическим, организационным и другим причинам часть сырья, материалов и некондиционной продукции может переходить в отходы, и их неутилизируемые остатки размещаются в окружающей среде.

184

Мерой «малоотходности» может служить коэффициент комплексности использования сырья и материалов в виде доли полезных веществ (в процентах), извлекаемых из непереработанного сырья по отношению ко всему его количеству [43, 44, 45].

Опыт Японии, ФРГ, США и передовых отечественных предприятий свидетельствует о том, что такой коэффициент может быть разным для отдельных отраслей промышленности, находящихся на разных уровнях технологического совершенства (точное машиностроение – добыча угля), но в целом можно утверждать, что значение 95 % и более близко к практически безотходной технологии, 85 % и более является удовлетворительным для высокотехнологичных производств, 70–75 % – достаточным, чтобы отнести угледобывающее предприятие к малоот-

ходным [44, 45].

Малоотходные технологии базируются на комплексном использовании известных принципов энерго- и ресурсосбережения, а также вновь созданных принципиально новых производственных процессах, позволяющих исключить или свести к минимуму технологические стадии, на которых образуются отходы. При неизбежности образования отходов разрабатываются системы их переработки во вторичное сырье.

Разработка и выпуск новых видов продукции должны вестись с учетом требований по их утилизации на завершающем этапе жизненного цикла.

Малоотходные технологии, использующие воду или в процессе реализации которых образуется вода, должны иметь бессточные технологические схемы и водооборотные циклы с очисткой и утилизацией выводимых из водооборота сточных вод.

Среди важнейших принципов создания малоотходных производств – системность, комплексность использования ресурсов, цикличность материальных потоков, ограничение воздействия производства на природную и окружающую среду с учетом роста объемов производства и экологического совершенствования [44].

Системность предполагает учет существующей и развивающейся взаимосвязи и взаимозависимости производственных, социальных и природных процессов не только на уровне отдельного производства (предприятия), но и как элемента большой эколого-экономической и социальной системы на различных иерархических уровнях.

185

Комплексность включает максимальное использование всех компонентов сырья и энергоресурсов (включая низкопотенциальное тепло), которые при необходимости могут быть реализованы на принципах создания производственных комплексов (комбинатовский подход) в рамках большой эколого-экономической системы.

Цикличность материальных потоков строится на основе использования элементов техногенного круговорота вещества и превращения энергии.

Реализация принципов малоотходных технологий становится возможной на основе последних достижений науки и техники, которые позволяют эффективно решать проблемы рационального использования и охраны природных ресурсов, снижать экологическую нагрузку на население.

5.2.2.Рециклинг

Вотходах производства и потребления содержатся материалы, которые при использовании рациональной системы сбора и идентификации могут быть выделены из общей массы отходов и возвращены в производство в виде компонентов сырья для изготовления товаров и получения сырья, имеющих потребительскую ценность. Такой процесс возврата в производство вторичного сырья и компонентов отходов, сточных вод, пылегазовых выбросов называется рециклингом.

Рециклинг может быть реализован на локальном уровне, когда в производство возвращаются собственные отходы. В качестве примера можно привести использование в качестве вторичного сырья в стекольном производстве собственных бракованных стеклянных изделий, обрезь при раскрое стекла, стеклобоя. Такой локальный рециклинг в виде оперативного возвращения в производство собственных отходов в процессе их образования получил название производственного рециклинга.

Производственный рециклинг применяется тогда, когда использование собственных отходов в технологических процессах на этом же предприятии не ухудшает качество выпускаемой продукции, экономически эффективен в результате снижения транспортных, энергетических и других затрат и расходов. Вместе с тем практика свидетельствует о том, что на большинстве предприятий – производителей отходов производственный рециклинг не обеспечивает полного использования собственных отходов, в особенности это относится к продукции, кото-

186

рая рассматривается как отложенный отход, возврат которого в производственный цикл может происходить через определенное, часто весьма длительное время, которое определяется продолжительностью жизненного цикла продукции и исчерпаемостью ресурса ее использования.

География сбыта и использования продукции часто такова, что ее возврат в рециклинг на предприятие-изготовитель становится нецелесообразным из-за транспортных издержек и многих других факторов. Это определяет целесообразность переработки таких отходов, особенно отложенных, на других предприятиях, часто принадлежащих к другим отраслям промышленности. Так, отходы теплоэнергетики (зола сухого отбора после сжигания каменного угля) используются в цементной и строительной промышленности. Гипс, образующийся при очистке пылегазовых выбросов ТЭЦ, содержащих окислы серы, используется в производстве строительных материалов и медицине. Непригодные к эксплуатации бытовые электроприборы, компьютеры, телевизоры и другие подобные отходы используются в порядке рециклинга не на за- водах-изготовителях, а на специализированных предприятиях, не связанных с производителями технологической общностью.

Такой вид рециклинга выходит за локальные рамки конкретных производств и может быть определен как региональный или, при более широком использовании отложенных отходов, – как глобальный.

При региональном и особенно глобальном рециклинге обычно использование отходов ведется не в оперативном (синхронно с их образованием), а в запаздывающем режиме, что особенно характерно для отложенных отходов.

При этом переработка и использование отходов, как правило, ведется уже на предприятиях, где эти отходы не производились. Такая стратегия порождает развитие новых экономических отношений между поставщиками и потребителями отходов, создается рынок (биржа) отходов, который по многим видам вторичного сырья конкурирует с рынком первичного сырья.

При развитии межотраслевого регионального и глобального рециклинга производителям отходов в ряде случаев становится выгодным поставлять их на предприятия-переработчики бесплатно или даже доплачивать, так как это освобождает производителей отходов от затрат на обращение с собственными отходами, платы за их размещение в окружающей среде.

187

При поставке отходов за пределы предприятия возникает много вопросов по регламентации качества поставляемых отходов, их соответствия определенным техническим условиям, ГОСТам не только в части потребительских свойств, но и безопасности, защиты здоровья людей и охраны окружающей среды на всех стадиях жизненного цикла отхода.

Все отходы, используемые в качестве вторичного сырья, можно разделить на четыре группы.

1.Отходы как вторичное сырье, используемое в качестве добавки или полностью взамен первичного сырья и материалов (отдельные виды отходов пластмасс и металлов, макулатуры, строительных материалов и др.).

2.Отходы как исходный продукт для производства вторичного сырья, предназначенного для использования частично или полностью взамен первичного сырья (например, производство регенерата из изношенных шин с целью его использования в качестве сырьевой добавки в шинном производстве взамен каучука; гранулята – из отходов отработанных изделий из термопластов взамен первичного полимерного сырья; макулатурной массы – из отходов бумаги и картона для использования вместо целлюлозы в производстве бумаги и картона).

3.Отходы как сырье и материалы, которые могут быть использованы в другом технологическом цикле (например, активные угли, отработавшие свой ресурс в качестве адсорбентов в производстве винилхлорида, могут быть использованы для очистки газов от ртути).

4.Отходы как сырье или материалы, характеризующиеся принципиально новыми свойствами, отсутствующими у первичного сырья (например, зола тепловых электростанций может быть использована в ряде случаев в производстве строительных материалов в качестве вяжущего вместо цемента) [46].

При всех экономических выгодах организации рынка отходов необходимо учитывать ряд важных социальных аспектов, правовых коллизий, связанных с запретом трансграничного перемещения отходов, возникновения социальной напряженности в районах размещения отходов в окружающей среде в результате недостаточной информированности населения о реальных уровнях возникающих экологических рисков и экономических преимуществ в виде создания новых рабочих мест, увеличения налогооблагаемой базы для пополнения местных и

188

региональных бюджетов и других позитивных и негативных последствий рециклинга.

Использование рециклинга должно иметь разумные пределы, так как наряду с положительными результатами при росте объема использования вторичных материалов могут возникнуть весьма существенные негативные последствия.

Возрастание доли вторичных материалов при производстве продукции не должно превышать пределы, когда это приводит к ухудшению качества продукции. Так, при увеличении доли макулатуры в бумажной массе уменьшается процент содержания длинных волокон, что снижает прочность получаемой бумаги.

Замкнутые циклы водоснабжения при производстве картона ведут к повышению содержания солей в бумажной массе, что снижает прочность получаемого картона, приводит к появлению «высолов» – пятен на изделиях из него.

Избыточное внесение удобрений из осадков сточных вод создает накопление солей тяжелых металлов в почвах, что приводит к известным экологическим проблемам.

Повышение доли металлолома при выплавке стали приводит к избыточному содержанию в ней меди, кобальта-60, цинка, что сокращает область ее применения и ухудшает потребительские свойства.

Увеличение объемов использования отходов в качестве вторичного сырья и материалов сопровождается ростом потребления для этих целей энергии, при этом ее потребление растет нелинейно, увеличиваясь в разы по мере увеличения степени переработки отходов. Такой экспоненциальный рост энергопотребления определяет экологически целесообразный уровень глубины утилизации отходов.

5.2.3. Основные технологии обезвреживания, уничтожения и утилизации отходов

Длительное время производство товаров и услуг было основано на принципах интенсивного использования природных ресурсов без их рециркуляции. При выборе используемого ресурса предпочтение отдавалось высококачественному (структурированному и концентрированному) сырью, так как добыча и применение в технологиях производства низкоконцентрированного («бедного») сырья было более затратным и приводило к увеличению объемов образования отходов. Переход в

189

конце XX в. к принципам устойчивого развития на фоне снижения запасов доступного первичного сырья потребовал реализации рециркуляции и повторного использования отходов как основного стратегического направления рационального использования природных ресурсов и охраны окружающей среды.

Рециркуляция и повторное использование отходов становятся более эффективными при применении технологий раздельного сбора отходов (исключение их смешивания с другими отходами, растворения в воде и рассеивания в воздухе утилизируемых компонентов), удаления (уничтожения, обезвреживания) опасных компонентов, препятствующих рециркуляции отходов, превращения отходов в материалы, пригодные для использования.

Большинство технологий обезвреживания, уничтожения и утилизации отходов производства и потребления основаны на использовании термических, физико-химических и биотехнологических методов.

Отходы, для которых в настоящее время отсутствуют технически возможные и экономически доступные методы переработки, временно размещаются в накопителях, отвалах, терриконах, хвостохранилищах, обеспечивающих исключение загрязнения ими объектов окружающей среды и неблагоприятное влияние на население.

Термическое обезвреживание токсичных отходов применяют в случаях, когда переработка их в полезные продукты технически затруднена и экономически нецелесообразна. К таким методам относят огневую переработку, пиролиз, жидкофазное окисление, гетерогенный катализ, высоко- и низкотемпературную плазму.

Огневая переработка (сжигание, огневые окислительные и восстановительные методы с применением катализаторов и без них) высокоэффективна в плане уничтожения опасных компонентов и получения безвредных дымовых газов, твердых остатков (пыль или шлаки в зависимости от технологии обезвреживания), но ведет к потере органических и других легкоокисляемых веществ, которые имеют ценность как сырье для получения многих целевых продуктов и топлива.

Переработка и обезвреживание отходов с помощью плазмы при обеспечении необходимого времени пребывания обезвреживаемых материалов в зоне горения при высоких температурах, «закаливания» отходящих газов с целью исключения ресинтеза опасных соединений, позволяют надежно и высокоэффективно перерабатывать широкий спектр

190