Городские отходы. Как с ними справиться?

 
Введение.
Жители Нью-Йорка выбрасывают в день в общей сложности около 24000 т материалов. Эта смесь, состоящая в основном из разнообразного хлама, содержит ценные металлы, стеклянные контейнеры, пригодные для дальнейшего использования, а также макулатуру, пластик и пищевые отходы, незаменимые для удобрения почвы. Но наряду с ними в этой смеси содержится еще большее количество опасных отходов: ртуть из батареек, фосфоро-карбонаты из флюорисцентных ламп и токсичные химикаты из бытовых растворителей, красок и предохранителей деревянных покрытий.
Растущее количество отходов и нехватка средств их переработки характерны для многих городов.
Муниципальные власти повсеместно пытаются найти лучший способ для утилизации отходов своих граждан. Особенно остро эта проблема стоит в промышленно развитых странах, так как состояние окружающей среды не допускает использование традиционных мест сброса. Все больше и больше мусора вывозится на дальние расстояния в санитарные зоны сброса, где он сортируется для извлечения ценных материалов в целях дальнейшей переработки и сжигается в специальных печах, предназначенных для получения энергии.
Проблема утилизации отходов усугубляется в основном потому, что большая часть товаров народного потребления обречена на очень кратковременную службы человеку. Они куплены, потреблены и выброшены без должного отношения к их остаточной ценности. Поражают количество энергии и затраты на восстановление окружающей среды при такой структуре потребления. Д. Морис, сотрудник Вашингтонского института местного самоуправления и самообеспечения хорошо показал это: "Город размером с Сан-Франциско располагает большим количеством алюминия, чем небольшая бокситовая шахта, меди - чем средняя медная копия, и большим количеством бумаги, чем можно было бы получить из огромного количества древесины. Сан-Франциско - это шахта. Вопрос лишь в том, как эффективнее ее разрабатывать, с тем, чтобы получить максимальную отдачу от собранных материалов. " Переработка отходов предоставляет обществу повсюду "обмануть" проблему их утилизации и, следовательно, за счет затрат на переработку облегчить экологические стрессы. Переработка металлических, бумажных, стеклянных, пластмассовых и органических отходов уменьшает потребности в энергии и сырье. Так, при производстве алюминия из скрапа вместо бокситов затраты энергии и загрязнение воздуха уменьшаются на 95 %. Получение бумаги из макулатуры вместо древесины не только спасает от вырубки ценные леса, но и на три четверти сокращает расход энергии на производство 1 т бумаги, требует лишь половины объема воды, потребляемой при использовании древесного сырья. Затраты энергии и материалов, общее загрязнение могут быть радикально снижены при условии сокращения количества отходов, посредством поощрения полного использования сырья и переработки, путем превращения отходов в новую продукцию.
Благодаря уменьшению расхода энергии, получаемой в основном из ископаемого топлива, переработка отходов становится одним из наиболее эффективных методов сдерживания концентрации газов, способствующих парниковому эффекту, и сокращения загрязнений, составляющий которых ведут к образованию кислотных дождей. Продукты сгорания ископаемого топлива нарушают хрупкий баланс газов в атмосфере, что, как утверждают ученые, может вызвать глобальное повышение температуры и поднятия уровня океана - в случае увеличения доли оксида углерода в атмосфере. В результате действия загрязнителей, кислотных дождей и продуктов сгорания природного топлива уже повреждены 19 млн. га лесов в Северной и Центральной Европе, это - территория, примерно равная Восточной Германии и Австрии, вместе взятым, и это же - тысячи мертвых озер на индустриальном Севере.
Изменение отношения к потреблению и утилизации отходов поможет также ужасающие и возможно даже необратимые изменения в биосфере. Широко используемые продукты - такие, как пенящиеся средства и аэрозольные распылители, содержат вещества, которые способны нейтрализовать озон в стратосфере, защищающий землю от опасных ультрафиолетовых лучей. Утоньшение озонового слоя способно вызвать беспрецедентный рост количества кожно-раковых заболеваний. Замена озонразрушающих материалов более безопасными устранит одну из самых сильных экологических опасностей.
Загрязняющие тяжелыми металлами атмосферу мусоросжигающие печи и красящие вещества вредят урожаю и здоровью людей. Переработка отходов сокращает потребность в загрязняющих окружающую среду печах для сжигания мусора, а красители и пигменты могут быть сделаны более безопасными для экологии.
Люди не беспомощны перед лицом этого комплекса проблем. Сокращая количество прямых отходов производства и перерабатывая большую часть отходов, люди становятся частью решения данной проблемы. Но сами по себе они (потребители) не могут произвести желаемых изменений. Им нужна помощь предприятий, способных и стремящихся производить продукцию, приспособленную к дальнейшей переработке, и правительства, способных и стремящихся изменить прежнюю практику утилизации отходов. Общие решения по утилизации отходов, принятые местными и национальными правительствами, влияют на глобальное использование энергии, уровень теплоты в атмосфере и степень загрязнения окружающей среды. От того, насколько сплоченно будут действовать люди и нации, чтобы сохранить сырье и энергетические ресурсы, и будет зависеть уровень глобального изменения окружающей среды.
Во многих местах в мире стратегия переработки отходов не получает поддержку из-за предрассудков против уже использованных материалов и продуктов, содержащих их. Из-за того, что кампания по сбору отходов началась как мера по защите здоровья, многие ошибочно считают вещи, бывшие в употреблении, опасными и грязными. Напротив, многие материалы находятся в употреблении именно из-за их долговечности и надежности. ношение вещей, печать на пишущей машинке не делают эти вещи неиспользованными.
Утилизация путем переработки мировых отходов приведет к тому, что в дальнейшем уже использованного металла будет применяться больше, чем имеется в богатейших месторождениях, бумаги - столько, сколько можно было бы получить из миллионов га лесов, и пластмассы содержащие высоко переработанные химикаты.
И тот факт, что эту продукцию, очень дорогую по содержанию сырья и энергоемкую, часто считают бесполезной, показывает извращенность экономической системы. Мы просто выбрасываем наше будущее.
Ценность мусора.
Растущее население, увеличивающиеся доходы и изменение структуры потребления усложняют решение проблемы утилизации отходов. Количество мусора увеличивается, города растут, так называемые потребители зарабатывают больше денег, увеличивают потребление еды, воды и так называемых товаров длительного пользования, тогда как растущий спрос и большая доступность стимулирует продажу товаров, которые просты в обращении, но - с большим удельным содержанием упаковок. В большинстве регионов в мире способность к эффективному решению проблемы отходов далеко отстает от темпов их роста.
До эры агломераций утилизация отходов была облегчена благодаря всасывающей способности окружающей среды: земли и воды. Крестьяне, отправляя свою продукцию с поля сразу к столу, обходясь без переработки, упаковки, рекламы и торговой сети, привносили мало отходов. Овощные очистки и тому подобное скармливалось или использовалось в виде навоза как удобрение почвы для урожая будущего года. Передвижение в города привело к совершенно потребительской структуре. Продукцию стали обменивать, а значит, упаковывать для большего удобства.
Индустриальное общество с низким процентом сельского населения и высокими доходами производит на свет больше отходов, чем развивающиеся страны. Ньюйоркцы, например, выбрасывают в отходы в 9 раз больше своего веса, а манильцы - в 2,5 раза больше своего веса. Одной из причин является то, что продукты в Нью-Йорк доставляются из-за сотен и даже тысяч километров и потому удельный вес упаковки, сохраняющей свежесть и привлекательность продукции, гораздо больше, чем на сельском рынке. Вдобавок низкие доходы в расчете на одного жителя в странах третьего мира заставляют жителей бережно относиться с целью удержания в рамках своего бюджета.
Около одного из десяти долларов, составляющих стоимость продуктов, американцы платят за их упаковку. Предварительные 3данные, представленные американским департаментом по сельскому хозяйству, показывают, что в 1986 г. на упаковку было израсходовано больше, чем составила чистая прибыль самих фермеров. На 1987 г. запланированные суммы на упаковку составили 26 млрд. долларов.
Чем больше женщин вносят свой труд и управленческие способности в коммерческие предприятия, тем больше становится спрос на доступность товаров в доме. Разного рода полуфабрикаты и готовые к употреблению товары обычно вытесняют домашнюю кухню. А такая еда хотя и сокращает органические отходы в домашнем хозяйстве, но зато ее остатки просто выбрасывают. Иными словами, поток мусора увеличивается из-за большего количества упаковок и материалов, используемых в рекламных целях. Транспортировка сельскохозяйственной продукции на переработку и упаковку способствует также увеличению расхода энергии на перевозка товара на рынок. Понимание потребителем влияния выбора покупки на объем отходов и необходимости их утилизации пока проявляется медленно.
В промышленно развитых странах вес упаковки составляет около 30 %, а по объему 50 % всех домашних отходов. Большую часть остальных отходов составляют пищевые и дворовые. Бумага составляет примерно половину упаковочных материалов, затем следует стекло, металл и пластик. Средний американец выбрасывает около 300 кг упаковочных материалов в год. За последние 30 лет ньюйоркцы удвоили потребление упаковки, и в 1996 г. ожидается потребление 400 кг на человека. В США более половины всей произведенной бумаги и стекла и около одной трети всей пластмассы содержатся в изделиях, срок службы которых составляет менее одного года. Производство этих упаковочных материалов потребляет около 3 % всего национального энергетического бюджета.
Доля пластика в упаковке с незначительного объема в шестидесятых годах выросла особенно быстро. Напитки, растительные масла, чистящие средства, парфюмерия теперь имеют пластмассовые упаковки. Действительно, сейчас стало очень трудно купить их в традиционной стеклянной емкости. Следующей целью производителей пластика становятся жестяные банки. Таким образом, не только растет количество упаковки, но и меняются материалы, используемые в ее производстве. Растет доля пластиков в общей массе отходов, а их не просто утилизировать с тем чтобы использовать заново.
Индустрия прохладительных напитков, демонстрируя изменение компонентов упаковки и повышение доступности своих товаров, все больше "раздувает" мусорные ящики в домах. До 1975 г. бутылочные контейнеры доминировали на мировом рынке контейнеров для напитков. Оставшуюся часть составляли алюминиевые и стальные банки и одноразовые бутылки. К 1981 г. это соотношение изменилось в пользу одноразовых емкостей.
За это время потребление безалкогольных напитков увеличилось на 56 %. И с тех пор на рынках США всевозможные стеклянные бутылки стали заменять алюминиевыми и пластиковыми банками. К 1985 г. они имели уже 69 % всего рынка и оставляли стеклянным лишь 16 %. Банки из-под газированных напитков составляют 5 % домашних отходов.
Алюминий очень редкий металл, и его очень трудно очистить от примесей. Лишь когда в 1820-х годах датские и немецкие ученые научились его перерабатывать, он стал ценным материалом. Его стоимость была 1200 долларов за килограмм, он был дороже золота. С тех пор, как алюминий был использован в игрушке для сына Наполеона, его распространение росло очень быстро. Впервые появившись в 1983 г., 355-миллилитровая банка выросла в крупнейшего потребителя алюминия, поглощающего 22% всего импорта алюминия в США. В 1963 г. в США использовалось 11,5 млрд. металлических банок, из них 11,4 млрд. были стальными. К 1985 г8 выпускалось более 70 млрд. банок для газированных напитков, и уже 66 % были алюминиевыми.
Внедрение дешевой нефтехимической продукции и новых технологий возвестили о наступлении века пластика. Двухлитровые бутылки, представленные впервые в 1978 г., теперь составляют 22 общего объема продаж безалкогольных напитков в США. Если сравнить по весу, то пластика сейчас выпускается в несколько раз больше, чем алюминия и всех других нецветных металлов, вместе взятых. Их продажи растут по 5 % в год, начиная с 1977 г. Бутылки для кетчупа, пакетики для супа и упаковки для мороженого должны быть легкими, небьющимися и биологически неактивными - т.е. пластиковыми.
Хотя неосведомленный человек думает, что существует лишь один вид пластика, имеющий разное применение, на самом деле различают около 46 различных типов пластиков, находящихся в повседневном пользовании. Одна сдавливающаяся бутылка из-под кетчупа состоит из 6 видов пластика, имеющих разное назначение: придание формы, плотности, эластичности и герметичности. К сожалению, лишь немногие процессы переработки можно применить для получения более чем одного вида пластика одновременно. А при тех, что пригодны для этих целей, вырабатывается пластик более низкого качества, чем полученный как сырье переработки.
В дальнейшем количество пластиков будет увеличиваться за счет соединения пластиков с другими материалами. Любая фирма, работающая с копировальной техникой, сейчас предлагает компаниям, готовым заплатить 35 центов за лист, долговечную пластиковую "бумагу". Упаковщики пищи экспериментируют с материалом, представляющим собой смесь алюминиевой фольги и пластика, что является менее громоздкой, чем негнущиеся упаковки, и лучше сохраняют пищу. Но чем становится сложнее, тем больше стоимость и сложность ее переработки. И, в отличие от большинства материалов, пластик не так легко разлагается под действием света и бактерий. Однажды выброшенные, они остаются относительно целыми долгие годы.
Другую экологическую опасность представляет собой процесс, который применяется для получения материала, используемого в целях сохранения температуры для так называемой "быстрой" пищи, в витринах овощных лавок и в качестве прокладки в яичных коробках. Примерно половина всей такой упаковки содержит хлористые соединения. Когда эти вещества попадают в верхние слои атмосферы, мощные потоки солнечных лучей "пробивают" их, выбивая атомы хлора. Хлор способен уничтожать озоновый слой, защищающий землю от ультрафиолета. Если допустить его массовый выпуск в атмосферу, то радиация ультрафиолетовых лучей будет способствовать заболеваниям раком кожи, снижению урожайности и ослаблению иммунной системы человека. Вред хлорфторкарбонатсодержащей прокладки составляет четверть всего влияния на озоновый слой. Подобные вещества попадают в атмосферу прямо с заводов или материалов, имеющих с ними дело.
В будущем будет использоваться пластик, способный к биологическому разложению. В Великобритании и в Бетланде (Швейцария) субсидируемые частными компаниями ученые уже пришли к формуле так называемого "умного пластика", который разлагается естественным путем или посредством применения специальных реагентов. Опытное производство этого пластика уже началось, но пока оно сдерживается высокими производственными ценами и низкими объемами производства, что допускает его применение лишь для высокотехнологических нужд и нужд медицины, но, по заявлениям компаний-производителей, в ближайшем будущем он дойдет и до обычного потребителя. Западная Германия, спонсор программы "Континентальная Банка", уже оплатила затраты на испытание нового ярлыка, который исчезает с бутылки при её переработке. Производство разлагающегося пластика, содержащего крахмал также является одним из направлений поиска.
Вернемся к увеличивающейся доле не разлагающихся отходов: ведь сейчас отходы домашнего хозяйства содержат все большее количество опасных отходов. Жители среднего американского города выбрасывают в год около 23 кг опасных материалов. Батарейки, краски, растворители масла и пестициды - в числе наиболее проблематичных. Ртуть из батареек и фосфорсодержащие элементы флюорисцентных ламп угрожают здоровью людей. Безусловно, продолжает расти риск, связанный с органическими химикатами, содержащимися в предохранителях древесных покрытий, растворителях красок, пестицидах и косметике - эти продукты будут также исследованы с особой тщательностью. Будучи просто выброшенными в мусорный бак, эти опасные отходы могут вызвать взрыв в мусоросжигательных печах, загрязнение подземных вод в месте складирования и угрозу здоровью людей.
В условиях роста городов объем и состав теперь превосходит организационные и физические возможности их утилизации. Власти Пекина, Шанхая, Тайджина и еще 24 крупнейших городов Китая пытаются справиться со свалками, которые вырастают на 10 % в год. К тому же традиционных путей для их утилизации становится все меньше, так как фермеры, боясь снижения урожайности из-за загрязнений, очень неохотно отдают свои земли для закопки мусора. А в Мехико более 10000 т мусора до сегодняшнего дня сбрасывалось на открытой поверхности, что способствовало росту популяций крыс и блох, поразивших все окрестности.
Фактически в действительности нет реального выхода из создавшегося положения.
Официальные лица городов как в индустриально развитых, так и в развивающихся странах могут лишь наблюдать за ростом отходов. В некоторых регионах инфраструктура по утилизации отходов уже перегружена, а в других ее еще не существует.
Утилизация твердых отходов.
Приблизительно за 500 лет до нашей эры в Афинах был издан первый известных эдикт, запрещающий выбрасывать мусор на улицы, предусматривающий организацию специальных свалок и предписывающий мусорщикам сбрасывать отходы не ближе чем за милю от города. Подобно многим греческим изобретениям, такая практика утилизации отходов была забыта в средние века. Жители продолжали выбрасывать мусор в окно вплоть до 14 века. Но несколькими веками позже, когда тысячи людей стали переселяться в промышленные города с тем чтобы получить работу, они, неся с собой эту поочную практику, принесли и мусорный кризис. Муниципалитеты оформили ответственность за сбор и утилизацию отходов в законах. Мусор вывозили за городские ворота и просто складировали на различных хранилищах в сельской местности. В результате роста городов свободные площади в их окрестностях уменьшались, а неприятные запахи возросшее количество крыс, вызванное свалками, стали невыносимыми. Отдельно стоящие свалки были заменены ямами для хранения мусора. В густо же населенных районах Европы этот способ, как требующий слишком больших площадей и способствующий загрязнению подземных вод, был предпочтен другому.
Первое систематическое использование мусорных печей было опробовано в Нотингеме, Англия, в 1874 г. Сжигание сократило объем мусора на 70-90 %, в зависимости от состава, поэтому оно нашло свое применение по обе стороны Атлантики. Густонаселенные и наиболее значимые города вскоре внедрили экспериментальные печи, но не везде смогли оправдать затраты. Большие затраты на них были бы уместны тогда, когда не было бы дешевого способа захоронения. Многие города, которые применили эти печи, вскоре отказались от них - из-за ухудшения состава воздуха. Захоронение отходов оказалось в числе наиболее популярных методов решения данной проблемы.
90 % отходов в США до сих пор закапывается. Но свалки в США быстро заполняются, и страх перед загрязнениями подземных вод делает их нежелательными соседями. Эта практика заставила людей во многих населенных пунктах страны прекратить потребление воды из колодцев. Желая уменьшить этот риск, власти Чикаго с августа 1984 г. объявили мораторий на разработку новых площадей под свалку до тех пор, пока не будет разработан новый вид мониторинга, следящего за перемещением метана.
Метан горючий газ, образующийся в процессе разложения органических соединений. Если не проконтролировать его образование, он может взорваться. Все больше и больше метана сейчас добывается в местах захоронения отходов при помощи труб, вставляемых внутрь захоронений. После очистки газ может быть использован кв качестве топлива. Уже 40 таких станций работают и строятся по всем Соединенным Штатам. Крупнейшая из них расположена во Фреш Килс на Стэйтен Айлэнде, там получают 5 млн. куб. м газа в день и продают Бруклинской газовой компании. Этим количеством газа можно отопить 50000 домов. Запасов газа должно хватить на долгие годы. Метан продолжает выделяться и спустя десятилетия после закрытия свалки.
По сведениям Д. Мориса и Н. Селдома, сотрудников Института местного самоуправления, половина всех городов США израсходуют все свои ресурсы для свалок к 1990 г. Площадей становится все меньше, и цены на них растут. В Миннеаполисе, штат Миннесота, цена на захоронение 1 т отходов возросла за 6 лет с 5 до 30 долларов. К 1990 г. власти Калифорнии заплатят 1 млрд. долларов за то, чтобы избавиться от своего мусора. Филадельфия с населением в 6 млн. человек больше не имеет доступа к площадям захоронения отходов, и их придется вывозить в штаты Огайо и Южную Вирджинию. С 1980 по 1987 гг. стоимость утилизации отходов возросла с 20 до 90 долларов за 1 т. Такой быстрый рост цен заставил муниципальные власти Филадельфии начать переговоры об экспорте мусора на Антильские острова. Эта акция, которой долгое время опасались экологи, показывает, что такое отношение может привести к превращению стран третьего мира в свалку отходов развитых стран.
Но даже если город и может найти место для свалки, то эти места обычно удалены от города. Цена утилизации увеличивается на 1 доллар с каждой милей, на которую перевозят 1 т мусора. К тому же цены во многих местах искусственно занижены. До тех пор, пока городские власти и промышленники не столкнутся с высокими ценами на небольшое количество площади и более строгими ограничениями, они не смогут решить ни одну проблему. М. Хинчей, председатель комиссии по твердым отходам г. Нью-Йорка, утверждает, что слабым звеном во всей нынешней системе утилизации отходов является ценообразование на рынке вторматериалов. Из-за заниженных цен на территории под свалки предприятия, сбрасывающие отходы, и их коллеги в муниципалитете не испытывают большого желания копаться в отходах, выискивая ценные для переработки материалы или вкладывать деньги в их переработку. Он предлагает повышать цены на сброс мусора в зависимости от массы выброшенного материала.
Нехватка новых мест для сброса отходов, а также их растущий объем заставляют искать все новые методы их утилизации. Поддержка в пользу станций по переработке отходов в энергию в США растет как снежный ком. После огромного количества неудач в 1970-х гг. эта технология была улучшена и используется от Аляски до Флориды.
В 1986 г. на конференции мэров США было объявлено о существовании 69 таких станций, а также о строительстве в ближайшее время еще около 61. Большинство из них используют технологию сжигания общей массы, топливом служит мусор, который не перебирали и который краном переносится в специальную печь. Другие применяют технологию, где топливом служит мусор, из которого удалены металлы и стекло, и в который добавили немного угля. На некоторых подобных станциях также отделяют определенные, имеющие низкие теплотворные способности, органические отходы, с тем чтобы использовать в качестве удобрений. Технология массового сжигания является наиболее привлекательной - из-за отсутствия высоких требований к топливу, и поэтому они могут быть переданы в частные руки - при гарантированном спросе на энергию. Закон США 1978 г8 требует от государственных энергокампаний покупать электричество по сходной цене у частных производителей. Но этот закон не является столь же насущным в тех странах, где частные предприятия занимаются как электричеством, так и отходами.
Компании, снабжавшие оборудованием теперь уже несовременную электрическую промышленность, активно предлагают на рынке новые, работающие на сжигании мусора электростанции. Последние могут покрыть нужды в электричестве целых городов и поглотить 100-3300 т мусора в день. Рынок больших и малых подобных электростанций растет. Около 25 таких электростанций объемом потребления в 1500 т мусора в день уже работают сейчас либо находятся в стадии завершения строительства. Об их эффективности можно судить по следующим данным: чтобы сжечь весь пригодный к сжиганию мусор нужно 12 станций мощностью по 1500 т в день.
Приверженцы рассмотренных электростанций обращаются к международному опыту их использования. Около 350 таких станций работает в Бразилии, Японии, на территории бывшего СССР и в разных странах Западной Европы, где находится около половины всех этих станций. В Дании, Японии, Швеции и Швейцарии более половины всего мусора сжигается, но лишь часть из них вырабатывает электричество. Гораздо большее их число предназначены для получения пара, идущего на отопление жилых домов и предприятий. С 1970 г. количество электростанций, работающих на мусоре, в Японии увеличилось в 4 раза. В США лишь 3 % отходов сжигается. Приверженцы данной технологии считают, что к концу столетия их объем возрастет до 40 %.
Не все убеждены в перечисленных выше достоинствах таких электростанций. Ряд электростанций, работающих на мусоре, закрывается - в большинстве своем из-за того, что они не удовлетворяют стандартам по качеству воздуха, введенным после их строительства. Некоторые аналитики считают, что эти проблемы не решены в полной мере на новых станциях.
Скептики убеждены: после их открытия появятся проблемы с сжиганием мусора, содержащего хлор. При выбросе их молекулы группируются в химические соединения, известные как диоксины. Некоторые диоксины - среди наиболее токсичных из известных веществ. Замечено, что они ослабляют иммунную систему, делая ее менее стойкой к воздействию вирусов, и влияют на кожный покров.
С февраля 1985 г. по июль 1986 г. Швецию обязали ввести мораторий на строительство мусоросжигающих печей для проведения инспекции и расследования их влияния на здоровье. Дания объявила топкой же мораторий, после чего резко возросла озабоченность германских и американских ученых. Эпидемиологические исследования выявили высокий уровень диоксинов в молоке матерей, и специалисты отнесли этот факт к последствиям вредных выбросов мусоросжигающих печей.
Вопросы, связанные с выбросами, не найдя точного ответа, только подогрели споры ученых по обе стороны баррикад. Пока не получено однозначного решения по поводу влияния диоксинов на здоровье людей, муниципальным властям сложно будет принимать проекты электростанций, работающих на отходах.
Но в таких городах, как Нью-Йорк, где мест для утилизации отходов становится все меньше, руководители, отвечающие за поддержание чистоты, ищут пути быстрого решения проблемы. И они намерены построить сначала 5, а позднее еще 3 электростанции общей перерабатывающей способностью около 17,850 т в день. Первые пять с общей перерабатывающей способностью 11,2 т в день предполагается построить одновременно. До того, как будут получены первые опытные данные, государство заплатит 1,5 млрд. долларов. Это очень рискованная затея. Инвестиции таких масштабов требуют тщательного планирования и внедрение этой относительно новой технологии не должно проводится чересчур быстрыми темпами и так, чтобы получить первые результаты на одной из таких печей, а потом планировать постройку остальных. Стимулирование переработки отходов, разработка новых экологически чистых технологий захоронения мусора и золы из мусорных печей является лучшим способом, так как переработка 10% отходов Нью-Йорка заменит использование одной большой станции по их сжиганию.
В США нет общенациональных стандартов и норм качества выбросов мусорных печей так же, как нет норм допустимой концентрации диоксинов в них. В 1986 Швеция стала первой страной, принявшей допустимые нормы концентрации диоксинов в воздухе. В Западной Германии 11 основных загрязнителей окружающей среды регулируются государственными стандартами и нормами и в случае если печь, нарушающая эти нормы в течение часа, не прекратит чрезмерные загрязнения, то она будет немедленно закрыта. Управляющие любых рангов, который умышленно нарушает нормы выброса, может получить до 2 лет тюрьмы. Так как состав выбросов печей зависит от состава самого мусора, температуры самой печи и многих других вещей рабочие и управляющие, работающие на таких предприятиях, в Германии и в Швейцарии перед тем как начать работу проходят 2,5-летнюю специальную подготовку. Если бы также поступали и в других странах, сжигающих мусор, то качество выбросов улучшилось бы.
Также большую озабоченность вызывают выбросы, содержащие кислотные газы и тяжелые металлы. Поэтому мусорные печи нуждаются в специальных фильтрах, защищающие атмосферу от кислотных выбросов. Тяжелые металлы как в виде пепла, так и в виде пыли могут попасть в атмосферу и многими другими путями. Поэтому многие материалы, которые при сожжении выделяют ядовитые вещества, в Швеции относят к опасным отходам со всеми вытекающими от сюда последствиями. Калифорния собирается принять те же меры. Опасаясь неблагоприятных последствий, пепел с двух филадельфийских печей отказываются принимать от Нью-Джерси до Джорджии. И лишь после отчаянных поисков муниципалитету удалось заключить контракт с норвежской фирмой на доставку пепла в Панаму. Цена перевозки одной тонны составила 32 доллара, что сопоставимо с ценой захоронения в США.
Сбор, транспортировка и утилизация отходов стоит городам от 30 до 100 долларов за тонну. Поэтому утилизация твердых отходов- большая и постоянно растущая расходная статья городского бюджета. "Купил, потребил, выкинул" - такое мышление по отношению к товарам так сильно укоренилось в человеческом сознание, что даже переход от свалки к мусорным печам считается радикальным. Сокращение отходов их переработка нуждается не только в новом подходе, но и в вовлечение большего количества средств, что встречает постоянные барьеры. Но, несмотря на все препятствия, все большее количество городов активно внедряют в свои планы борьбы с отходами их переработку. Эти города не тратят свои деньги на захоронение, а, наоборот, зарабатывают их через продажу вторматериалов. Эти программы вырастают за пределы городов в виде заработанных денег, произведенной энергии, материальных ценностей и недопущенных загрязнений окружающей среды.
Основные тенденции и потенциальные возможности переработки отходов.
Отходы, подходящие для переработки, теоретически включают в себя почти все потребительские отходы. Но, на практике, приходится выбирать между их количеством и качеством. Некоторые аналитики считают, что более половины всех отходов можно эффективно переработать, но достижение и такой эффективности требует огромной осторожности в обращение с отходами. Бумага, например, быстро теряет свое качество, будучи смешана с органическими отходами. А стекло и металл, будучи в меньшей степени подвержен разложению, конкурируют на рынке с продукцией из первичного сырья. Органические отходы могут быть использованы как удобрения после их очистки от неорганики. Как правило, Чем ближе расположен источник отходов, тем меньше им требуется сортировка. А чем чище отходы, тем дороже они стоят.
Некоторые потребительские товары достаточно вымыть перед дальнейшим использованием, например бутылки. Хотя такие бутылки в 1,5 раза тяжелее пластиковых, но они предназначены для 30 кратного использования. Алюминий, стекло и сталь требуют более тщательного отбора при переработке, но зато спектр их применения гораздо более широк. Количество энергии и сырья, сберегаемые в процессе переработки, огромно. Алюминий- наиболее энергоемкий из всех материалов, находящихся в эксплуатации, и зачастую энергия есть решающий фактор для размещения его производства и важнейшая статья затрат на его производство. Производство алюминия из лома потребляет лишь 5% энергии требуемой на его производство из бакситов и поэтому переработка одной банки из-под напитков сберегает полбанки бензина. А одна тонна переработанного алюминия сберегает 4 т бакситов, 700 кг кокса и снижает вредные выбросы на 35 кг. При двукратном увеличение переработки алюминия объем загрязнений сократится на 1 млн. тонн. Еще до энергетического кризиса 1973 года 15-20% мощностей на стекольных заводах работали на переработку стекольного боя, но, используя новые технологии, особенно в развивающихся странах, стекольные заводы работают только на вторсырье. Каждая переработанная тонна стеклянного боя сберегает 1,2 т первичного сырья. И так же 2-5% энергии. Недавнее ужесточение норм выбросов в Японии, Швеции, США и Западной Германии привело к большому спросу на стеклянный бой у стеклопроизводителей из-за того, что его использование в производстве стекла снижает уровень загрязнений.
Сортов переработанной бумаги несколько от высококачественной компьютерной до картона. 9 программ по переработке бумажных отходов в 11 крупнейших странах-бумагопотребителей в 1984 году помогли сохранить около 400000 га лесов, и одновременно сократив количество потребляемой энергии и воды, значительно снизив уровень загрязнений. А переработка воскресного издания New York Times может предотвратить вырубление 75000 деревьев.
Постройка фабрики по переработке бумаги стоит лишь 50-80% от стоимости обычной бумажной фабрики. Только в США около 200 фабрик работает на таком сырье. А развивающимся странам, перерабатывающим бумагу, удается благодаря этому не только сохранить питьевую воду, но и сократить - за счет импорта сырья и оборудования - свои долги. С повышением уровня грамотности увеличивается рынок потребления бумаги, в том числе в бедных сырьем странах, что создает новые рынки сбыта для богатых бумагой стран. Крупнейшими импортерами бумаги являются Канада, Италия, Южная Корея и Германия. В Индии отечественная бумажная промышленность защищалась до 1985 г. высокими пошлинами на импортируемую древесину и бумагу, почти никаких пошлин не взималось с импортируемых бумажных отходов, так как практически все фабрики были способны их перерабатывать. Финские бумагопроизводители тоже импортируют много бумажных отходов. Чтобы заменить импорт такого сырья на использование собственных отходов муниципалитетам было предоставлено право запретить выбрасывать бумагу. Бумажные отходы составляют четвертую часть массы всех грузов, отгружаемых из Нью-Йоркского порта.
Материалы, которым невозможно после переработки вернуть их исходную форму, включают продукты, состоящие из различных веществ или находящихся на высокой стадии разложения. Переработка веществ, химически несовместимых, - вообще очень дорогая затея. При этом стоимость переработки превышает стоимость сэкономленных ресурсов. (Сбор легких пластиковых бутылок стоит дорого из-за большого объема требуемого для их перевозки транспорта) . Однако некоторые разложившиеся материалы можно использовать для иных целей. Например, бумага бывает разного качества - в зависимости от состава волокон и цвета. После многих циклов переработки волокна изнашиваются, и из них нельзя получить бумагу высокого качества, но они остаются по-прежнему ценным сырьем для бумажной промышленности. Во многих развивающихся странах в целях экономии материала делают бумагу более низкого качества, чем предусмотрено мировым стандартом. Чем лучше бумага используется, Чем чище она поступает на переработку, тем большее число раз ее можно перерабатывать в дальнейшем.
Во всем мире минимум пятую часть всех городских отходов составляют органические отходы домашних хозяйств. Осенью, когда опадают листья, количество отходов в развитых странах удваивается. В развивающихся же странах пищевые отходы домашних хозяйств и рынков составляют 40-80 % всех городских отходов. Эти отходы содержат большое количество воды, а значит, тяжелы, что и затрудняет их транспортировку и сжигание.
Все чаще органические отходы используют для получения ценных органических удобрений. Но для такого применения органических отходов их необходимо отделять от неорганических. Удаление неорганики на ранних стадиях переработка органических отходов позволяет улучшить качество удобрений и, следовательно, повысить их рыночную стоимость, уменьшить износ оборудования и понизить производственные затраты. Эти отходы сначала измельчают, а потом помещают в специальные цистерны или иную емкость для отстоя, куда специальными насосами и вентиляторами подается воздух. После дополнительной обработки и отфильтровки перегной можно использовать в качестве удобрения.
Эта технология наиболее распространена в Европе. Франция имеет около 100 фабрик по производству перегноя производительностью около 800000 т в год. Как сообщили владельцы 60 % виноградников на юге Франции, использующие перегной, урожайность при его использовании повышается на 13-14 %. А на севере, в Нормандии перегной применяется на артишоковых плантациях. Австрия, Италия, Голландия и Германия также имеют обширные программы в этом направлении, в Швеции же четвертая часть всех твердых отходов используется для производства перегноя.
Потребность в перегное - из-за его ценности в сельском хозяйстве - очень велика. Проверка достоинств перегноя была проведена в штате Миннессота, где одно поле удобряли перегноем и химическими удобрениями, а другое - только химикатами, и эффект на первом поле оказался на 17 % больше, чем на втором. К тому же частое применение перегноя создает питательный слой. А использование химикатов может вредно сказаться на урожае.
Перегной способствует также улучшению подачи влаги к земле, что особенно ценно для районов с аридным климатом. Хотя страны, находящиеся на сухом Аравийском полуострове, и используют большую часть своих органических отходов для получения перегноя, спрос на них сильно опережает предложение. В связи с тем, что многие из этих стран пытаются обеспечить население продуктами собственного сельского хозяйства, им приходится покупать перегной у европейских стран. В этих странах с преобладанием пустынь из перегноя создают искусственное земляное покрытие.
В больших урбанизированных местностях использование и производство перегноя производится по-разному. Например, Дранко, бельгийская консалтинговая фирма, разработала новый анейронный метод получения перегноя, требующий лишь 10-20 % от площадей, используемых обычным методом, и только 16-21 день вместо долгих месяцев, кроме того, при его помощи производится метан.
К достоинствам способа компании "Дранко" можно отнести также то, что он требует очень мало воды.
В Нью-Йорке перегной можно использовать в качестве покрытия для мусорных ям. Зона сброса мусора во Фреш Килс на Стэйтен Айлэнде принимает 16000 т отходов в день. Материалы зарывают под землю, чтобы предотвратить чрезмерное загрязнение поверхности и воздуха, размножение грызунов и насекомых. Но хватает этого лишь на 17 % площадей. Стоимость же земли составляет 7 долларов за 1 кв. м и имеет тенденцию к росту. Производство перегноя в данном случае позволит на 2000 т сократить объем захороняемых отходов, а также уменьшить расходы на транспортирование.
Во многих промышленно развитых странах повышается уровень переработка таких материалов, как алюминий, бумага, стекло. За последние 10 лет Австрия утроила объем переработки алюминия, а Япония его удвоила. В Австрии, Англии и Германии в период с 1981 по 1985 г. объем перерабатываемого стекла возрос на 50 %. В Германии объем собранного стекла с 1971 по 1984 г. увеличился в 6 раз и в 1985 г. составил 1 млн. т. Переработка бумаги тоже сильно выросла за последние годы, но во многих странах она, похоже, стабилизировалась на определенном уровне. Из 10 стран, как видно из табл. 4, только Австрия, Швеция и Швейцария увеличили за 1980-е годы количество перерабатываемой бумаги на 20 %.
Общий объем восстановленного алюминия только в этих 10 странах (см. табл. 4) отменил потребность в 5 больших электростанциях. Но, несмотря на общие победа в области переработки отходов, уровень переработки можно было бы повысить гораздо сильнее. Так как очень небольшой процент этих материалов не поддается переработке, например, сигаретные пачки и книги. Япония и Голландия перерабатывают около 50 % собираемого алюминия и бумаги. Вследствие этого им приходится закупать сырье лишь раз в два года вместо 2 раз в год.
Высокий уровень переработки бумаги примечателен еще и тем, что большая часть бумаги экспортируется в качестве упаковки. Вполне достижим 50-процентный уровень переработки этих материалов. Но на самом деле, по оценкам организации экономического сотрудничества и развития, минимум 90 % отходов может быть задействовано в переработке. В некоторых развивающихся странах не только перерабатывается весь свой алюминий, но алюминиевые отходы даже импортируются. Иногда, как в случае США с жестью, единственным источником отечественного сырья являются вторматериалы.
Что касается переработки пластика, то она еще не полностью освоена. Промышленность, например, еще не готова перерабатывать использованные полиэтиленовые бутылки из-под содовой. Контейнеры часто бывают сломаны или порезаны. По этой причине многие настаивают на том, чтобы заменить пластик деревом. Особенность данного продукта в том, что он иожет служить дольше, чем другие материалы. Однако в Японии наоборот стремятся дерево заменить пластиком, поскольку ресурсы древесины сильно ограничены.
В штате Нью-Йорк две трети всех пластмассовых контейнеров, попавших в систему переработки, выбрасывается из-за плохой структуры рынка вторсырья. Вообще экономическая целесообразность способа переработки отходов зависит от стоимости альтернативных методов их утилизации, положения на рынке вторсырья и затрат на их переработку. Долгие годы деятельность по переработке отходов затруднялась из-за того, что существовало мнение, будто любое дело должно приносить деньги. Но забывалось то, что переработка, по сравнению с захоронением и сжиганием, наиболее эффективный способ решения проблемы отходов, так как требует меньше правительственных субсидий. Кроме того, он позволяет уменьшить налоги, экономить энергию и беречь окружающую среду. И поскольку стоимость площадей для захоронения мусора растет из-за ужесточения норм, а печи слишком дороги и опасны для окружающей среды, роль переработки отходов будет неуклонно расти.
Например, в густонаселенных районах северо-востока США цена площадей для захоронения мусора в 2 раза дороже, чем в любом другом регионе. Значит, если бы и частные лица, и государство стали бы вкладывать деньги в переработку отходов, ин наверняка было бы это выгодно. На примере Филадельфии мы видим, что цена 1 т переработанной бумаги 25 долларов, тогда как ее захоронение обходится а 90 долларов. Если бы городские власти платили бы переработчикам по 45 долларов за 1 т, то прибыль обеим сторонам была бы гарантирована. Поэтому все материалы, по сути, после переработки ценны и за счет того, что они сберегают ресурсы. По словам Ч. Папке, президента ассоциации по ресурсосбережению, специализирующейся на консалтинге, " программа по переработке стоит дороже, чем получаемая за счет нее прибыль, но если ее рассматривать как программу по утилизации отходов, то это наиболее дешевый из возможных способов". Он утверждает, что цена сбора и переработки 1 т отходов составляет 20-30 долларов, что практически равно средней цене переработанного продукта. Но если такое количество отходов закапывать, то это уже обойдется 40-60 долларов, сжигание же их будет стоить 70-120 долларов.
Исследования, проведенные Калифорнийским комитетом по утилизации отходов, показывает: средняя цена сбора и утилизации 1 т условных (средних) отходов составляет 60 долларов. Общая же стоимость переработки - 40 долларов, и эта разница, и эта разница в одну треть объясняется выручкой за продажу переработанных отходов.
Запрет на сжигание листьев, высокие цены за утилизацию отходов, положительный результат применения перегноя в сельском хозяйстве - все это увеличивает привлекательность переработки органических отходов. Дж. Мадоул, изучив цены на утилизацию отходов в округе Филмор, штат Миннесота, выяснил, что за сжигание 1 т мусора округ заплатит 50 долларов и еще 20 - за его перевозку. А в том случае, если власти округа предпочтут производство перегноя, затраты составят лишь 35 долларов.
Переработка отходов представляет собой наименее дорогой способ использования отходов, за ним следует производство перегноя. Остальные методы применяются чаще, но стоят дороже. Самые высокие цены - на захоронение, так как в них входят и затраты на транспортировку.
Цены на перерабатываемые материалы сильно влияет на целесообразность переработки. Низкие и нестабильные цены на рынке вторсырья - просто бич для тех, кто его перерабатывает. Без определенного минимума цен на вторсырье и места для его складирования в целях стабилизации создавшегося положения планируемые заранее программы обречены. И устойчивость переработки в большей мере зависит от вмешательства государственного или частного капитала.
В Голландии специальные ценовые буферы стабилизируют приток собираемых отходов для переработки даже после падения цен на них. Организация по сбору газет, доступная 70000 человек в округе Монтгомери, штат Мэрилэнд, гарантирует минимум 30 долларов за 1 т. Такого рода страховка и помогает государству, и гарантирует потребителю стабильные поставки сырья.
Правда, возможность переработки иногда блокируется другими социальными потребителями. Например, если понадобится полностью загрузить дорогостоящую электростанцию, сжигающую мусор и получающую из него электричество, то придется пожертвовать некоторой долей материалов, собранных для переработки. Но сжигание - не самый выгодный вариант - как в денежном выражении, так и в отношении ресурсосбережения.
Несгораемые материалы - такие, как металлы и стекло, - сохраняют ценность при переработке, а при сжигании лишь занимают место на складах и в печах. Органические отходы лучше использовать для получения компоста, чем, игнорируют их высокую влажность, пытаться их сжечь. Но бумага и пластик, с другой стороны, являются ценным топливом. Не рассортированные отходы имеют теплоту сгорания около 8400 Дж на кг, что составляет половину теплоты сгорания угля. Теплота же сгорания бумаги и пластика соответственно в 2 и 4 раза больше. Следовательно, сжигать все материалы вместе нецелесообразно.
Высококачественная бумага, однако, более ценна как сырье для переработка, чем как топливо. Как показали исследования, проведенные "Гарден Стэйт Айлэнд Компани" в Нью-Джерси, при переработке 25-50 % газетной бумаги, предназначенной для сжигания на электростанциях, выработка электроэнергии снизится лишь на 3,5-7 %. А производство такого же количества бумаги потребовало бы энергии гораздо больше. Поэтому переработка бумаги в некоторых городах превышает 50 %.
Пластик более пригоден к сжиганию, чем бумага. Однако, в соответствии с исследованиями доктора Дж. Милгота, занимающегося пластмассами, "переработка пластика сбережет вдвое больше энергии, чем получается в результате его сжигания. К тому же она позволяет экономить сырье и уменьшает вредное влияние загрязнений на окружающую среду".
А это очень важно, так как некоторые пластики (например, поливинил) при сжигании выделяют опасные для здоровья людей вещества. В Японии был проведен опрос специалистов, выявивший, что 4 % из них считают пластмассы хорошим сырьем для сжигания, а 34 % не согласились с этим - из-за проблем, связанных с последствиями таких шагов. В Германии проведена кампания среди горожан по сортировке пластиковых отходов, продолжавшаяся 6 месяцев. Таким образом правительство стремится уменьшить загрязнение воздуха.
При выборе способа использования и утилизации отходов следует учитывать общие затраты энергии. Отходы, которые выгоднее перерабатывать, чем сжигать, нужно перерабатывать. Повышение мощности печей приводит к потере средств по двум статьям: расходы на строительство и эксплуатацию печей, а также расходы на транспортировку большего объема отходов для поддержания мощности печи. Поэтому устанавливать мощность планируемой к строительству печи следует только после отработки плана по переработке отходов.
Число программ по уничтожению отходов растет. Власти города Портлэнда приняли решение перерабатывать около 52 % всех своих отходов, а оставшиеся - либо сжигать для выработка энергии, либо закапывать для получения метана и перегноя. Эта программа уже дала свои результаты, и уровень переработки бытовых отходов составил 22 % - это самый высокий процент по США.
Проблема бытовых отходов в России.
С начала 70х до конца 80х в России бытовых отходов стало в 2 раза больше. Это миллионы тонн. И произошло это по причине улучшения культуры упаковки и появления большого количество одноразовой упаковки. И по этому показателю мы почти догоняем Запад. Естественно, здесь есть над чем призадуматься городским властям наших городов. Проблема утилизации мусора стоит особо остро в больших городах таких как Москва. Поэтому стоит проиллюстрировать как она решалась и решается сейчас в нашем родном городе. Как мы это уже показали во всем мире она решается по-разному. Изобилует методами уничтожения и переработки мусора и Москва. До 1987 года самым популярным способом было захоронение отходов города на специальных полигонов под Москвой. К 1987 году таких полигонов насчитывалось под Москвой около пятидесяти общей площадью в несколько сот гектаров дефицитных земель. Хорошо, если непригодные для землепользования! В Истринском районе под полигон был отдан глиняный карьер, а в Одинцовском под полигон отдан вполне пригодный для земледелия участок в 7,5 га. Не всегда кучи мусора на этих полигонов надежно засыпаны почвой, и неприятные запахи и пожары становились нормой в таких местах. Также не всегда хорошо были защищены от загрязнения ядовитыми веществами грунтовые воды. Видя такое состояние на городских свалках отцы города в то время нашли другое решение этой проблеме - мусоросжигательные печи и переработка твердых отходов. Была разработана программа по комплексному сбору, перевозке и утилизации отходов Москвы и Подмосковья. В рамках этой программы намеревались построить свыше десяти крупных предприятий по переработке бытовых отходов, в частности в Мытищах, Люберцах, Одинцове. Отходы должны были сжигаться, а металлолом реализовываться через Вторчермет и Вторцветмет. Программа также включала в себя увеличение парка мусоровозов и контейнеров для их сбора. Предвидя возможные загрязнения атмосферы выбросами мусоросжигательных печей, также предусматривалась установка специальных фильтров и технологии сжигания, очищающая выбросы на 97-99%. Органические отходы города власти собирались вывозить в сельские хозяйства Подмосковья. По выполнению программы (2000 год) городские власти намеревались закрыть значительное количество мусорных полигонов.
Ситуация на сегодняшний день представляется следующей. С тех пор (1987 год) количество мусора увеличилось в два раза и составило 120 млрд. т. в год (учитывая промышленность) . Сегодня Москва выбрасывает 10 млн. т. с промышленных отходов примерно по 1т на каждого жителя! Из них 40-50 % подвергается переработке (заслуга прежних властей) или сжигаются (гораздо большая часть всех отходов) , еще 30-40 % вывозится, а еще около 10 оседает в черте города, где их уже около 3 млн. т. Количество свалок (мусорных полигонов) ни сколько не уменьшилось и по-прежнему составляет 50, каждая площадью от 3 до 5 га. Исследователи утверждают, что несанкционированные свалки приобрели неслыханный размах - даже в центре Москвы их 14 штук, и это не считая загородных. Мэрия видимо понимает опасность такого положения и пытается устранить ее путем еще большего увеличения числа крупных мусоросжигательных станций. 12 таких закупаются сейчас за рубежом. Известно, что стоят они не мало и поэтому стоило бы сначала задуматься, а стоит ли их вообще закупать. В мире хорошо известны экологические издержки таких печей, а в экономическом плане они убыточны не только потому, что они стоят дорого, но и потому, что в них сжигается ценнейшее сырье, которое после переработки могло дать немалую прибыль той же Мэрии и сэкономило бы наши деньги, деньги налогоплательщиков. Но более простым Мэрии кажется просто сжечь надоевший мусор, чем организовывать мероприятия по его переработке, что как мы видели выше дело хлопотное. Вместо того, чтобы попытаться убить двух зайцев одним метким выстрелом Мэрия расходует целую кучу зарядов, что пристрелить одного. С другой стороны они мыслят очень логично - Россия страна богатая природными ресурсами, может даже слишком, поэтому, зачем же экономить на спичках, сжигать их надо и выбрасывать. А ведь такое "широкое" мышление очень опасно в то время, когда окружающая среда у нас уже сильно загрязнена отходами производств. В свете этого Мэрии и правительству явно надо пересмотреть свой подход к проблеме отходов.