твердых бытовых отходов

ЛЕКЦИЯ 3
ТВЕРДЫЕ БЫТОВЫЕ
ОТХОДЫ
Дисциплина «Отходы и
экологический риск»
для магистров»Экология и
природопользование»
Лекция 3
Жизнь человека и его деятельность всегда
сопровождались образованием отходов. До эры
образования городов утилизация отходов
происходила безболезненно для окружающей
среды: пищевые отходы, ткани из натуральных
волокон, кожа, древесина и др. быстро
перегнивали и использовались в качестве
удобрения.
Переселение в города
и их развитие привели
к другой структуре
потребления:
• для лучшей транспортировки
продуктам питания и другой
продукции понадобилась
упаковка;
• появились новые
искусственные и синтетические
материалы, которые отсутствуют
в природе;
• общество многих развитых
стран превратилось в «общество
потребления», где количество
«необходимых» вещей
неизмеримо возросло.
Проблема отходов и
способов избавления
от них стала одной
из серьезных проблем
современных городов!
Отходы – это изделия и материалы, которые
утратили свои потребительские свойства в
результате физического или морального износа.
Отходы образуются
сферах деятельности.
в
самых
различных
ОСНОВНЫЕ КЛАССЫ ОТХОДОВ
Отходы производства:
 Промышленные
отходы
 Строительные отходы
 Промышленные
токсичные отходы
Отходы потребления (твердые муниципальные отходы – ТМО)
Твердые бытовые отходы (ТБО)
(образуются в жилых домах)
Отходы офисов, торговых
предприятий, школ, больниц
и т.п.
К твердым бытовым отходам
относятся:
• отходы коммунально-бытового
хозяйства,
• торговых предприятий,
• медицинских и образовательных
учреждений,
• муниципальных служб.
Сколько отходов образуется в
городах?
Из
них
около
25%
производится в сфере бизнеса и в
торговле, а 75% – в жилых домах.
Бытовые отходы
в крупных городах мира
м3/чел в год
В крупных городах мира
в среднем накапливается свыше
1 м3 бытовых отходов на человека
в год. В некоторых городах эта
цифра значительно выше
7
6
5
4
По
данным
Госстандарта
Российской Федерации (2004)
общее количество накопленных
в стране отходов – 80 млрд т.
Образование ТБО Госстрой
Российской Федерации оценивает
в 30-35 млн т в год.
3
6
2
1
1,8
1,5
0
город
Нью-Йорк
Москва
С-Петербург
Средний состав ТБО в России
Средний состав ТБО в различных
странах
Объемы накопления ТБО и их морфологический
состав чрезвычайно разнообразны и зависят не только
от страны и местности, но и от времени года и от многих
других факторов.
Морфологический состав ТБО, образующихся в
разных климатических зонах,% массы
Компонент
Климатическая зона
средняя
южная
северная
Пищевые отходы
35…45
40…49
32…39
Бумага, картон
32…35
22…30
26…35
Дерево
Черный металлолом
Цветной металлолом
1…2
3…4
0,5…1,5
1…2
2…3
0,5…1,5
2…5
3…4
0,5…1,5
Текстиль
Кости
Стекло
Кожа, резина
Камни, штукатурка
Пластмасса
Прочее
Отсев
3…5
1…2
2…3
0,5…1
0,5…1
3…4
1…2
5…7
3…5
1…2
2…3
1
1
3…6
3…4
6…8
4…6
1…2
4…6
2…3
1…3
3…4
1…2
4…6
Твердые бытовые отходы
являются источником
экологической опасности:
1) ТБО распространяют неприятный запах и
являются средой для размножения
болезнетворных бактерий, насекомых и грызунов
– переносчиков инфекционных заболеваний;
2) серьезную опасность представляет сжигание
ТБО (особенно синтетических материалов и
веществ) в урнах и мусорных баках, так как при
этом в воздух выделяются токсичные вещества,
которые быстро попадают в органы дыхания
окружающих людей;
3) разбросанный повсюду (в подъездах, на
улице, на детских площадках) мусор – это позор
нашего общества, характеристика уровня нашей
бытовой культуры, среда, в которой все мы живем.
Проблема отходов усложняется в
связи с тем, что естественное
разложение различных материалов
требует определенного времени.
Бумага
от 2 до 10 лет
Консервная банка
90 лет
Фильтр от сигареты
100 лет
Полиэтиленовый
пакет
200 лет
Стекло
1000 лет
Способы избавления от отходов в России
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
96-97%
Захоронения на
свалках и полигонах
механизированная
переработка
3-4%
Полигоны ТБО –
комплексы природоохранных
сооружений, предназначенные
для:
 централизованного сбора,
обезвреживания
и захоронения ТБО,
предотвращающие
загрязнения атмосферы,
почвы, поверхностных и
грунтовых вод и
препятствующие
распространению грызунов,
насекомых и болезнетворных
организмов
Складирование (депонирование) твердых
бытовых отходов (ТБО) на контролируемых свалках
(полигонах) является самым распространенным
методом их обезвреживания.
Площадь, занятая полигонами на территории РФ
ежегодно увеличивается на 2,5-4 %.
Под полигоны твердых бытовых отходов ежего
дно отчуждается около 10 тыс. га пригодных для
использования земель, не считая площади земель,
загрязняемых
многочисленными
несанкционированными свалками.
Площадь свалок и полигонов для захоронения
отходов достигла в России 107 тыс. га, всего же
площадь нарушенных земель превысила 1 млн.
га.
 Объем образования отходов достигает 2,6 млрд.
тонн в год, из них 1-4 класса опасности – 287 млн.
тонн, твердых бытовых отходов – 25 млн. тонн.
•
•
•
•
Полигоны ТБО различаются по:
климато-географическим условиям,
возрасту
объему, составу и сроку действия эмиссий,
локальным особенностям местности.
В настоящее время объекты захоронения
ТБО классифицируются по:
1) форме:




карьерные,
отвальные,
откосные,
резервуарные захоронения
2) по годовому объему принимаемых ТБО,
тыс.м3/год (10, 20, 30, 60, 120, 240 и т.д. до
3000);
3) мощности захоронения:
 высоконагруженные полигоны общей высотой
или глубиной более 20 м и нагрузкой 10 т/м2
 насыпные захоронения высотой до 20 м).
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПОЛИГОНОВ ТБО
Состав проекта
1.1. В состав проекта полигона входят
разделы :
• - общая пояснительная записка;
• - гидрогеологическая записка с обоснованием
выбора площадки строительства;
• - технологический раздел: расчет емкости,
технологическая схема с учетом очередности
строительства, продольный и поперечный
технологические разрезы, режим эксплуатации,
расчет
потребности
в
эксплуатационном
персонале,
машинах
и
механизмах,
рекомендации по рекультивации участка после
закрытия полигона для приема отходов с
решением по дегазации;
•раздел
"Оценка
воздействия
на
окружающую среду";
• - санитарно-защитная зона и система
мониторинга;
• - архитектурно-строительный раздел;
• - санитарно-технический раздел;
• - электротехнический раздел;
•основные
технико-экономические
показатели;
• - сводная смета.
Рис.1 Схематический разрез полигона ТБО
1 - наружная (окончательная) изоляция; 2 промежуточная изоляция; 3 - ТБО; 4 - водоупорное
основание; Н - высота; н - показатель снижения высоты
Ш - ширина; УГВ - уровень грунтовых вод.
Основные элементы полигона:
1) подъездная дорога,
2) участок складирования ТБО - основное
сооружение полигона, он занимает основную (до
95%) площадь полигона. Участок складирования
разбивается на очереди эксплуатации с учетом
обеспечения приема отходов в течение 3-5 лет, в
составе первой очереди выделяется пусковой
комплекс на первые 1-2 года. В первую, вторую и,
если позволяет площадь участка, в третью очередь
складирования отходов ведется на высоту в 2-3
яруса (высота яруса принимается равной 2,0-2,5 м).
3) хозяйственная зона, здесь размещаются бытовые и
производственные сооружения
4) инженерные сооружения и коммуникации.
ТРЕБОВАНИЯ
• Полигоны размещаются за пределами городов
и других населенных пунктов.
• Размер санитарно-защитной зоны от жилой
застройки до границ полигона 500 м. Кроме
того, размер санитарно-защитной зоны
уточняется при расчете газообразных
выбросов. Границы зоны устанавливаются по
изолинии 1 ПДК, если она выходит из
пределов нормативной зоны. Размер зоны
менее 500 м не допускается.
ТРЕБОВАНИЯ
• По гидрогеологическим условиям лучшими
являются участки с глинами или тяжелыми
суглинками и грунтовыми водами,
расположенными на глубине не менее 2 м.
• Исключается использование под полигон
болот глубиной более 1 м и участков с
выходами грунтовых вод в виде ключей,
затопляемых паводковыми водами
территорий, районов геологических разломов,
а также земельных участков, расположенных
ближе 15 км от аэропортов.
• промышленные отходы (ПО), допускаемые
для совместного складирования с ТБО,
должны отвечать следующим требованиям:
иметь влажность не более 85%,
 не быть взрывоопасными,
 не быть самовоспламеняющимися,
 не быть самовозгорающимися.
Основным санитарным условием является
требование, чтобы токсичность смеси
промышленных отходов с бытовыми не
превышала токсичности бытовых отходов по
данным анализа водной вытяжки.
• с целью исключения несанкционированного
складирования отходов, содержащих
радионуклиды, при поступлении на полигон
отходы проходят радиационный
дозиметрический контроль.
• промышленные отходы IV и III классов
опасности, принимаемые в ограниченном
количестве (не более 30% от массы ТБО) и
складируемые совместно с бытовыми,
характеризуются содержанием в водной вытяжке
токсичных веществ на уровне фильтрата из ТБО
и значениями БПК20 и ХПК 3400-5000 мг/л.
Основные технологические операции при
эксплуатации полигонов
В период сухой, жаркой погоды полигоны
должны быть обеспечены средствами для
увлажнения
ТБО.
На
территории
полигона категорически запрещается
сжигание ТБО и сбор утиля.
Влияние полигонов ТБО на состояние
окружающей природной среды
В районах размещения полигонов и свалок
отходов
производства
и
потребления
обнаруживается
сложный
характер
загрязнения
различных
компонентов
ландшафта
и
геологической
среды,
связанной с разнообразными механизмами
процессов
переноса
загрязнителей
и
особенностями геолого-гидрогеологического
строения изучаемой площади.
Существующие полигоны, а точнее свалки
ТБО, представляют собой значительную
экологическую опасность, которая будет
действовать еще десятки лет.
 Биохимическое разложение и химическое
окисление
материала
свалки
может
сопровождаться образованием очагов выделения
тепла с повышением температур до 75°С, т.е.
возможно самовозгорание отходов.
 Гниение материала ТБО сопровождается
распространением запаха на расстояние более 1
км.
 при складировании многокомпонентных
отходов
в
определенных
благоприятных
условиях в теле полигона ТБО протекают
непредсказуемые физико-химические и
биохимические
процессы,
продуктами
которых
являются
многочисленные
токсические химические соединения в
твердом, жидком и газообразном состоянии.
Данные соединения представляют собой
дополнительную экологическую опасность.
Разрез бытовых отходов на полигоне ТБО и
ПО, г. Верхняя Салда (по Гуман О.М., 2008)
Загрязнение прилегающей к полигону ТБО
территории (по Гуман О.М., 2008)
Формирование ореола загрязнения снегового покрова
(до 1 км) вследствие атмосферного переноса вокруг
полигона ТБ и ПО г. Нижний Тагил (по Гуман О.М., 2008)
ПДК основных загрязняющих веществ, выделяющихся в
атмосферный воздух на полигонах ТБО
Вещество
Пыль нетоксичная
ПДК, мг/м-1
Максимально
Среднесуточная
разовая
0,5
0,15
Сероводород
Окись углерода
Окись азота
Ртуть металлическая
0,08
5,0
0,4
-
3,0
0,06
0,0003
Метан
Аммиак
Бензол
Трихлорметан
4-хлористый углерод
0,2
1,5
4,0
50,0
0,04
0,1
0,03
0,7,
Хлорбензол
0,1
0,1
Одна из основных причин, по которым
цивилизованные страны Европы с 2010 года
прекращают прием несортированных бытовых
отходов на полигонное захоронение, состоит в
том, что при полигонном захоронении
происходит биохимическая ферментация ТБО с
выделением в атмосферу биогаза.
Биогаз состоит, преимущественно, из
метана (30-50%) и углекислого газа (70-50%).
Биогаз - во-первых, пожароопасен, а вовторых,
является
одним
из
факторов
возникновения «парникового эффекта».
И то, и другое относят к опасным
антропогенным экологическим воздействиям.
Диоксины - абсолютно уникальные вещества.
Специально их никто не производит, они
образуются как побочные продукты
высокотемпературных химических реакций с
участием хлора и попадают в окружающую
среду с продукцией или отходами многих
технологий.
Данные ксенобиотики (вещества, являющиеся
чужеродными естественной среде и человеку)
представляют собой группу химических
соединений, характеризующуюся наличием
хлора, связанного с атомами углерода.
Под действием диоксинов в пораженных
организмах происходят несколько
параллельных процессов:
• - не только разрушение низкомолекуллярных
гормонов, витаминов, лекарств, метаболитов,
• но и биоактивация предшественников
мутагенов, канцерогенов, нейротоксических
ядов.
• Существуют опасения, что вызываемые
диоксином трансформации способны влиять
на токсичность природных и синтетических
соединений.
Выходы фильтрата вдоль дороги на полигоне г.
Арамиль под давлением воздуха (по Гуман О.М., 2008)
Свалочный
фильтрат
представляет
минерализованный
раствор
с
солесодержанием до 14-17 г/дм3.
собой
общим
В его составе содержание ряда веществ
существенно превышает требования
СанПиН 2.1.4.10-01:
содержание сульфатов достигает 6,7 ПДК,
общего железа – 1700 ПДК,
хлора – 12,3 ПДК,
нитратов – 1,3 ПДК,
ионов марганца, цинка, свинца, кадмия, никеля,
хрома+3, аммония соответственно 128, 102, 16,7,
500, 11,2, 10,4 и 230,5 ПДК.
Расчет объема образования фильтрата возможен
на основе водного баланса полигона.
Прорыв дамбы
обвалования вокруг
полигона Б.
Седельниково и
загрязнение
прилегающей территории
(по Гуман О.М., 2008)
Изменение состава подземных вод в районе
Широкореченского полигона (по Гуман О.М., 2008)
Для предотвращения проникновения
свалочного фильтрата в подземные воды
предусматривается устройство:
1) противофильтрационного экрана в основании
полигона из водоупорных материалов –
естественных (глины, суглинки) и искусственные
(пленочные покрытия, продуктов отходов
нефтехимической промышленности, использование
слабопроницаемых почвенных экранов, покрытых
геомембраной);
2) системы дренажа и сбора фильтрата в основании
полигона;
3) системы дренажа для отвода поверхностного стока
с прилегающих территорий;
4) системы откачки и очистки свалочного фильтрата.
Захоронение токсичных
промышленных отходов
Полигоны
по
обезвреживанию
и
захоронению
токсичных
промышленных
отходов
природоохранные
сооружения,
предназначенные
для
централизованного
сбора,
обезвреживания
и
захоронения
токсичных
отходов
промышленных
предприятий,
научно-исследовательских
организаций и учреждений.
ТРЕБОВАНИЯ К ПОЛИГОНАМ
В составе полигона следует предусматривать:
•
завод
по
обезвреживанию
токсичных
промышленных отходов (предназначен для сжигания и
физико-химической переработки отходов с целью их
обезвреживания или понижения токсичности (класса
опасности), перевода их в нерастворимые формы,
обезвоживания
и
сокращения
объема
отходов,
подлежащих захоронению);
•
участок захоронения токсичных промышленных
отходов
(представляет
собой
территорию,
предназначенную
для
размещения
специально
оборудованных
карт
(котлованов),
в
которые
складируются токсичные твердые отходы различных
классов опасности, а также вспомогательных зданий и
сооружений.);
•
гараж
специализированного
автотранспорта,
предназначенного
для
перевозки
токсичных
промышленных отходов.
ТРЕБОВАНИЯ К ПОЛИГОНАМ
•
Приему на полигон подлежат только
токсичные промышленные отходы I, II, III и, при
необходимости, IV классов опасности, перечни
которых
в
каждом
конкретном
случае
согласовываются с органами и учреждениями
санитарно-эпидемиологической и коммунальной
служб, заказчиком и разработчиком проекта
полигона.
ТРЕБОВАНИЯ К ПОЛИГОНАМ
•
приему на полигон не подлежат следующие
виды отходов:
а) отходы, для которых разработаны
эффективные методы извлечения металлов или
других веществ (отсутствие методов утилизации и
переработки отходов в каждом конкретном случае
должно быть подтверждено соответствующими
министерствами или ведомствами);
б) радиоактивные отходы;
в) нефтепродукты, подлежащие
регенерации.
ТРЕБОВАНИЯ К ПОЛИГОНАМ
•
жидкие токсичные промышленные отходы
перед вывозом на полигон должны быть
обезвожены на предприятиях.
Допускается прием на полигон жидких
токсичных отходов только от промышленных
предприятий, на которых при соответствующем
технико-экономическом
обосновании
нерационально их обезвоживание.
ТРЕБОВАНИЯ К ПОЛИГОНАМ
Полигоны следует размещать:
•
на площадках, на которых возможно
осуществление мероприятий и инженерных
решений,
исключающих
загрязнение
окружающей среды;
•
с подветренной стороны (для ветров
преобладающего направления) по отношению к
населенным пунктам и зонам отдыха;
•
ниже мест водозаборов питьевой воды,
рыбоводных хозяйств, мест нереста, массового
нагула и зимовальных ям рыбы;
Полигоны следует размещать:
•
на
землях
несельскохозяйственного
назначения или непригодных для сельского
хозяйства либо на сельскохозяйственных
землях худшего качества;
•
в соответствии с гидрогеологическими
условиями, как правило, на участках со
слабофильтрующими
грунтами
(глиной,
суглинками,
сланцами),
с
залеганием
грунтовых вод при их наибольшем подъеме, с
учетом подъема воды при эксплуатации
полигона не менее 2 м от нижнего уровня
захороняемых отходов.
В 1970 г. в Санкт-Петербурге для захоронения токсичных
отходов открылся полигон «Красный Бор» (в 30 км от СанктПетербурга и в 6,5 км от г. Колпино).
Из нескольких вариантов была выбрана территория,
отвечающая следующим требованиям:
• большая толща кембрийских глин выполняет роль
абсолютного водоупора (жидкие отходы не просачиваются в
подземные воды);
• территория не затопляется паводковыми водами.
По периметру полигона обустроен кольцевой канал для
перехвата поверхностных вод с прилегающих территорий.
За три десятилетия на
территории
полигона
накопи-лось
1,5
млн.т
ядовитых отходов, а также
800 тыс.т жидких отходов,
собранных в открытых
котлованах глуби-ной 30
м, вырытых в пласте
глины толщиной 70 м.
Общая
площадь
котлова-нов составляет 6
га.
Корпус переработки жидких
органических отходов на полигоне
«Красный Бор»
В
настоящее
время
построены и функционируют
следующие предприятия:
• Комплекс
сооружений
по
входному
контролю
поступивших отходов;
• Газомазутная
склад мазута;
котельная
и
• Корпус приема и частичной
переработки
жидких
органических отходов;
• Комплекс
сооружений;
очистных
• Комплекс
санитарной
обработки машин, перевозящих
отходы.
В могильниках Красного Бора находится
более полутора миллиона тонн токсичных
отходов, и эта цифра растёт. Могильник почти
исчерпал предназначенную ему площадь и
представляет экологическую угрозу для
города
Пожар на полигоне, 23 июня 2011 г.
•
С 1992 г. в Томске эксплуатируется полигон
токсичных отходов (ПТО) мощностью 30 тыс. т
в год, где созданы уникальные мощности по
захоронению всего спектра высокотоксичных
веществ 1, 2, 3 классов опасности и некоторых
видов веществ 4 класса опасности
За годы эксплуатации Полигон принял
свыше 22 тыс.т. самых высокотоксичных
отходов, ежегодно предотвращая нанесение
экологического ущерба природной среде на
сумму более 50 млн. рублей в год, а с
дальнейшим развитием предприятия - свыше
100 млн.рублей в год
(http://poligon.tomsk.ru/about.html).
Томский полигон токсичных промышленных
отходов принимает токсичные вещества 1, 2,
3, 4 классов опасности:

различные ядохимикаты (пестициды, гербициды и
т.д.), минеральные удобрения, а также тару, загрязненную
этими
веществами;

лампы люминесцентные;

-ЛВЖ- легко воспламеняющиеся жидкости
(растворители, спирто-бензиновые смеси и пр.);

ветошь и грунт, загрязненный различными
химическими веществами, в т.ч. нефтепродуктами, шлам
от мойки автомобилей и очистных сооружений;

гальванический шлам и шлифовальные шламы;
- автошины, автокамеры и любые другие
резинотехнические отходы;

отходы различного химического производства, хим.
лабораторий, бытовой химии (лаков, красок), тару из-под
них;

и так далее.
http://poligon.toms
k.ru/images/poligon
-scheme.jpg
ядохимикаты в закрытых ангарах,
которые изолированы от воздействий внешних
условий.
http://poligon.tomsk.ru/about.html
Для утилизации
ртутных ламп
предназначена специальная
установка УРЛ-2М. В ней
происходит извлечение и
происходит сбор ртути в
специальные емкости, а
стекло утилизируется.
По мере накопления
емкостей их собирают в
большие железные
контейнеры, а в процессе
накопления их
захоранивают в подземный
изолированный ангар.
• Прайс с 10.01.2012г.pdf
http://poligon.tomsk.ru/about.html