Воздействие свалки на окружающую среду

Перед вами работа, которая ни в коей мере не претендует на широту охвата всех проблем, которые мы получили в наследство и создали сами в области экологии. Не претендует она также и на решение этих проблем. Тем не менее, постановка этих проблем, особенно перед молодым поколением, настоятельна, т. к. решать их, несомненно, придется именно нам. Современный человек сегодня постоянно находится под информационным прессом. По радио, телевидению, в художественной литературе и даже в кинематографе проблемы экологии поднимаются постоянно. Однако эти сообщения в большей степени носят информационный и довольно масштабный характер и не раскрывают коренных причин случившегося.

В предлагаемой работе я сделала попытку обобщить причины ухудшения экологической обстановки в мире, в нашей стране, разумеется, с основным акцентом на Уральский регион, где эти проблемы выражены как нельзя более четко и повсеместно. Урал с давних времен был промышленной и сырьевой базой нашей страны. Отсюда высокая концентрация промышленных предприятий, рудников, шахт и городских агломераций, а значит более серьезное положение в экологической обстановке.

Сбор, удаление и ликвидация или утилизация мусора - одна из важнейших проблем охраны среды обитания. Она решается путём сбора мусора, организации свалок и той или иной переработки отходов (компосты, сжигание и пр. ).

Цель исследования – найти подходы к решению проблем в сфере утилизации бытовых отходов.

В данной работе решается ряд задач:

- сформировать представление воздействия свалки на окружающую среду;

- выяснить и проанализировать образование и состав щелока и его воздействие на воду;

- выделить основные процессы переработки отходов, очистки щелоков, утилизации свалочного газа;

- определить основные проблемы захоронения бытовых отходов в Свердловской области и на территории города Н. Тагила;

- составить фоторепортаж «несанкционированные свалки в пригородной лесной зоне в Дзержинском районе» и описать свалку ТБО в районе микрорайона «Пихтовые горы», привлечь внимание окружающих;

- провести в кабинете биологии опыт «Биоразрушение упаковочного материала».

- определить основные пути решения захоронения, переработки твердых бытовых отходов на территории нашего города.

Гипотеза – если мы найдем подходы к решению проблем в сфере утилизации ТБО, то улучшится качество окружающей среды и здоровье человека, город станет чище.

Предмет исследования – захоронение твердых бытовых отходов.

Объект исследования – мусорная проблема.

Глава 1. Свалка - «за» и «против»

До сих пор 9/10 всего домашнего хлама сбрасывается в старые карьеры или на низинные заболоченные земли слоями около 2 метров толщиной. В конце каждого дня отходы засыпаются землёй толщиной от 25 до 25 см толщиной. Этот процесс, называемый свалкой, является при наличии подходящих пустырей самым дешёвым способом ликвидации отходов. Укладка отходов осуществляется тремя основными методами.

Траншейный метод. Вынутый материал после этого используется как покрытие.

Метод площадей. Отходы можно укладывать слоями, чтобы они образовали террасы на рабочей поверхности.

Метод ячеек. Заключается в укладке отходов на предварительно подготовленной небольшой площади. Часто в пределах большей ячейки формируются однодневные.

Свалки - это возможность превращения старых карьеров земли, пригодных для сельского хозяйства, а заболоченных низин в луга. Восстановление делает землю более ценной для фермерства, но оно может испортить места, пригодные для жизни диких животных и растений. Кроме того, выработанные карьеры и заброшенные выемки железнодорожных путей могли бы стать замечательными местами для детских игр с небольшими уголками природы.

Свалка имеет и другие недостатки, которые можно уменьшить или устранить при помощи хорошего менеджмента. Это только один из способов переработки бытовых отходов.

Как же организовать цивилизованную свалку? Какие процессы протекают в теле свалки? С какими проблемами придётся столкнуться и что необходимо принять для устранения этих проблем? На все эти вопросы мы попытаемся ответить в этой главе.

Глава 2. Воздействие свалки на окружающую среду

Почти во всех способах переработки отходов, в конце концов, участвует свалка, а для большинства отходов наиболее экономичным является прямой вывоз на полигоны захоронения. Пока без свалки обойтись нельзя, по этой причине очень важно обеспечить гарантии отсутствия вредного воздействия свалки на окружающую среду. Задача состоит в том, чтоб не помещать на свалку отходы, которые могли бы представить длительную опасность. Важно также сознавать, что эксплуатация свалки может оказывать воздействие на большую территорию и существенно сказываться на здоровье местных жителей. При этом должны учитываться ландшафт, сельскохозяйственные угодья, а также особенности местности, например транспортная сеть, разнос мусора, шумы, пыль и запахи. Необходимо тщательно изучить интересы местного населения с тем, чтобы снизить вредное воздействие свалки.

2. 1. Ландшафт

Захоронение отходов неизбежно сказывается на визуальном восприятии местности. Иногда бывает необходимо разместить свалку в живописном месте, в частности ряд существующих и несколько проектируемых свалок в Великобритании находятся в национальных парках или природных уголках. Кроме этого, некоторые свалки могут содержать объекты особого или научного интереса. К ним необходимо применять специальную политику землепользования, в соответствии с которой свалка должна как можно меньше искажать ландшафт в период активной деятельности и не должна приводить к неоправданной потере объектов, представляющих интерес и имеющих определённую значимость

Свалка может маскироваться от зон, посещаемых публикой с помощью посадок деревьев или кустарников либо за счёт использования естественных скрывающих линий рельефа. Восстановленная свалка должна в скором времени стать ограниченной частью ландшафта.

2. 2. Экология

Операции захоронения отходов необыкновенно выполняются в карьерах, на запущенных землях или, гораздо реже, на необработанных или культурных землях. Участки различаются по ландшафтным и экологическим достоинствам, а также по иным характеристикам, но в большинстве случаев захоронение оказывает сильное и, возможно, необратимое влияние на экологию свалки и примыкающих территорий. Захоронение отходов приводит к разрушению существующей растительной системы и к значительному нарушению жизни животных. Только в самых исключительных случаях можно организовать свалку таким образом, чтобы сохранить, например, отдельные экземпляры деревьев и кустарников.

Однако такие изменения необходимо компенсировать, добиваясь баланса между выигрышем за счёт размещения свалки в определённой местности и преимуществами, которые могут быть получены после восстановительных работ на свалке. Назначением восстановления должно быть включение свалки в существующий ландшафт и установление устойчивой экосистемы, по возможности более ценной, чем та, что сложилась здесь прежде. Организация работ по захоронению с учётом воздействия на экологию практикуется с недавних пор, но она становится всё более важной.

2. 3. Местное население

Одним из наиболее очевидных признаков проявления свалки оказывается возрастание транспортных потоков. Тяжёлый грузовой транспорт повышает уровень шума, вибраций, вредных выхлопов, запылённости, физического визуального загрязнения. Кроме того, пешеходов пугают размеры мусоровозов. Тяжёлые машины на узких дорогах приводят к задержке другого транспорта, а повреждения обочин полотна дороги дают повод для неудовольствия и жалоб.

Насколько это возможно, тяжёлые машины, перевозящие мусор, должны направляться по главным дорогам.

Движение по второстепенным дорогам должно сводиться к минимуму и в некоторых случаях, возможно потребуется некоторое дооборудование дороги. Когда же предполагается длительная работа свалки, можно рассмотреть и вопрос о строительстве объездной дороги. Следует также иметь в виду, что автотранспорт не единственное средство перевозок. В некоторых случаях разумную альтернативу могут составить железнодорожный и речной транспорт, поставка материалов по каналам и конвейерам.

При близком размещении свалки к жилым домам она может оказывать воздействие на здоровье населения. В активной фазе своей работы свалка, даже если она обслуживается с соблюдением самых высоких стандартов, будет, вероятно непопулярной у живущих поблизости людей, даже если после восстановительных работ они получат определённые преимущества. Поэтому обычно между свалкой и жилыми районами необходимо иметь буферную зону. Такая зона должна обеспечить существенное снижение вредных воздействий свалки, причём во внимание следует принимать такие факторы, как топография местности, направление выработки, методика работы, используемый тип механизмов и преобладающее направление ветров.

Операции по захоронению являются источником беспокойства местных жителей, поскольку несут потенциальные неудобства, например: разнос мусора, распространение паразитов, мух, пыль, неприятные запахи, пожары и шум. Но каждый из этих факторов можно контролировать, а их воздействие при надлежащей организации работ снизить. Сильному воздействию этих факторов на местных жителей не может быть оправдания.

Опасения населения относительно работы свалки можно разделить на 3 категории:

➢ Снижение стоимости имущества в целом;

➢ Влияние на состояние здоровья и окружающей среды;

➢ Компетентность и финансовая честность предпринимателя.

Такие опасения могут быть обоснованы или нет, но не принимать их нельзя.

Глава 3. Опасность загрязнения воды

Участки, отводимые под свалки бытовых отходов часто очень велики. Они могут содержать тысячи кубических метров отходов, половина которых - бумага, картон и пища.

Бактерии и грибки разрушают овощи и животные остатки и формируют более простые химические вещества, которые могут растворяться в дождевой воде, просачиваясь сквозь отходы.

Нитраты, аммиак, органические кислоты, образованные от разложения углеводородов, и другие химические вещества, смешанные вместе в воде, дают жидкость, которая может быть в 70 раз более загрязнённой, чем исходные нечистоты. Эта жидкость (называемая «щелок»), часто содержит вещества, поступающие из промышленных отходов, которые могут быть на свалке.

3. 1. Образование и состав щелока

Образование и состав щелоков на свалках определяются многочисленными физико-химическими и биологическими процессами. В общем случае состав щелока будет зависеть от типа и возраста отходов, преобладающих физико-химических условий, микробиологического и водного баланса свалки.

Разложение гниющих материалов происходит под действием микробов в теле захоронения. Процесс протекает в три стадии гниения.

I. На первой стадии деградирующие отходы подвергаются воздействию аэробных организмов, живущих в отходах, при наличии кислорода в захваченном воздухе. В результате формируются простые органические соединения: двуокись углерода и вода. Выделяется тепло и аэробные организмы размножаются.

II. Вторая стадия наступает, когда весь кислород исчерпывается или замещается двуокисью углерода. Аэробные организмы, процветавшие при наличии кислорода, погибают. После этого процесс продолжают организмы, которые жизнеспособны и при наличии кислорода, и при его отсутствии. Они способны разложить большие органические молекулы, присутствующие в пище, бумаге и аналогичных материалах до более простых соединений: водород, аммиак, вода, двуокись углерода, органические кислоты. На этой стадии концентрация двуокиси углерода может достигать максимального уровня- 90 %, но обычно составляет около 50% образующего газа.

III. На третьей и последней анаэробной стадии размножаются колонии метано образующих организмов, они разлагают органические кислоты, выделяя метан и иные продукты этих биологических процессов, а также другие растворимые компоненты отходов.

Удобно объединить основные компоненты щелока свалок в следующие четыре класса:

1) ионы: кальций, магний, железо, натрий, карбонаты, сульфаты и хлориды, аммиак;

2) металлы в следовых содержаниях, например: марганец, хром, свинец и кадмий;

3) широкий спектр органических соединений, которые обычно характеризуется параметрами Общего содержания углерода (ОСУ) или Химического потребления кислорода (ХПК); можно рассматривать также отдельные химические вещества, например – фенол;

4) микробиологические компоненты.

Все бытовые и большинство промышленных отходов образовывают щелоки. Бытовые отходы разных свалок, как и образующиеся в них щелоки, близки по составу.

Многие промышленные отходы на свалке подобны бытовым. Другие должны обрабатываться более тщательно; к ним относятся нефтепродукты, кислоты, органические химические вещества, осадки, содержащие тяжелые металлы (например, свинец, цинк, кадмий, медь). Многие из этих отходов пропитаны домашними отбросами и остаются на одном месте участка свалки.

2. Последствия загрязнения воды щелоком

Для размещения свалок идеально подходят лишь немногие площадки, но при надлежащем оборудовании можно сделать вполне пригодным любой участок. Разумеется, это сопряжено с определенными издержками. По содержанию щелока в захоронении удобно выделить две категории: свалки «с ослаблением и рассеиванием» и «с герметизацией», что соответствует двум разным подходам к защите водных ресурсов.

Свалки с ослаблением и рассеиванием позволяют выпускать щелок медленно. Они работают на разных процессах ослабления, протекающих в теле захоронения, а также в зонах разрежения и насыщения подстилающих слоев, которые способствуют снижению загрязняющей способности щелока. Для свалок этого типа наиболее пригодны геологические образования, имеющие значительные запасы минеральной глины, и допускающие перемещение щелока по порам или микротрещинам. Уровень ослабления можно в некоторых случаях увеличить, применяя проницаемые облицовочные материалы.

Свалки с герметизацией изолируют отходы, и щелок от окружающей среды на протяжении значительного времени. Это достигается при помощи пластов с достаточно низкой проницаемостью, способных предотвратить просачивание значительных масс щелока через основание и стенки свалки. Малая проницаемость может быть также достигнута применением облицовки.

На свалках с герметизацией процессы ослабления протекают почти полностью в теле захоронения. Со временем эти процессы обыкновенно снижают органическую активность щелока, хотя иногда, особенно при захоронении трудноудаляемых отходов, возможно ухудшение качества раствора. Такие свалки обыкновенно непригодны для размещения жидких отходов в большом количестве. На свалках с герметизацией необходимо применять системы контроля за щелоком, позволяющие по мере необходимости извлекать его для обработки и удаления.

Защита поверхностных вод от щелока осуществляется оборудованием дренажной системы. Однако выход щелока возможен по нескольким маршрутам, поэтому необходимо обязательное проведение гидрогеологических исследований и выявление всех значительных маршрутов. Последнее особенно важно для защиты подземных вод.

Попадание в поверхностные воды высокоактивных органических соединений из щелоков и растворов солей металлов в стадии заторможенного окисления является причиной истощения запасов кислорода в воде и приводит к подавлению организмов, зависящих от кислорода. Не поддающиеся биологическому разложению органические соединения, содержащиеся в щелоке, сохраняются длительное время. Когда такие компоненты включаются в цепочки питания, они оказывают вредное воздействие на обитателей водоема. Влияние отдельных соединений на водную фауну можно оценить или предсказать с определенной точностью, однако это невозможно сделать по отношению к совокупному воздействию нескольких компонентов. Кроме того, на степень токсического воздействия на некоторые живущие в воде организмы влияет температура, рН и концентрация растворенного кислорода.

Влияние активных органических составляющих щелоков на подземные воды проявляется на протяжении долгого времени вследствие малого количества растворенного кислорода и низкой интенсивности процессов рассеивания. После однократного загрязнения подземную воду нельзя использовать в качестве питьевой в течение многих лет. Размеры шлейфа загрязнения и его перемещение с водой от свалки определяют природа пласта и расходы подземных вод. Некоторые компоненты щелоков химически устойчивы, а другие не подвержены ослаблению за счет физических процессов, протекающих в подземной воде. Идентификация и оценка шлейфа загрязнения труднодостижимы без сооружения многочисленных скважин и регулярного извлечения и анализа проб подземной воды.

Глава 4. Свалка и процессы переработки отходов

4. 1. Ослабление

При укладке отходов в свалку многообразные процессы, протекающие в ней, включая растворение и рассеивание, снижают опасность щелока как источника загрязнения. Характеристики щелока будут улучшаться также и при растворении, и за счет иных процессов в тех случаях, когда он мигрирует от свалки через соседствующие с захоронением геологические слои. Совместный эффект этих процессов: физических, химических или биологических по своей природе – обозначаются термином «ослабление». Процессы ослабления меняются в зависимости от типа и количества поступающих отходов. Степень ослабления активности щелока, достижимая за пределами свалки, зависит как от геохимии пласта, так и от гидрогеологических условий.

Ослабление может проявляться в эффективном извлечении определенного загрязняющего компонента щелока либо в снижении его выноса в окружающую среду. Последнее важно, так как продолжительное выделение с малой концентрацией часто предпочтительнее выброса при высокой концентрации. Практика показывает: обычно ослабление приводит к тому, что концентрация загрязняющих компонентов в щелоке оказывается на несколько порядков ниже, чем в самих отходах. Основные процессы ослабления сведены в таблице

Физические Абсорбция, адсорбция, фильтрация, разбавление, рассеивание.

Химические Взаимодействие кислоты – основания, окисление, восстановление, выпадение осадков, соосаждение, ионный обмен, комплексообразование.

Биологические Аэробное и анаэробное микробное разложение.

2. Физические процессы

Процессы физической сорбции имеют большое значение в ослаблении загрязняющих компонентов. Например, уложенные в свалку твёрдые отходы способны абсорбировать щелок, предотвращая тем самым быструю миграцию и позволяя провести другие процессы ослабления. На выщелачивание влияют количество, состав и растворимость заложенных отходов. По сравнению с хорошо диспергированными материалами, большие комки будут, как правило, вымываться более медленно, но концентрация каждого потенциально опасного компонента вблизи самой глыбы бывает более высокой. Глубина слоя отходов, их плотность и возможная интенсивность движения щелока по трещинам и каналам играют особенно важную роль. Быстрое перемещение щелока составляет слишком мало времени для протекания процессов физического ослабления. В таких ситуациях может оказаться выгодной рециркуляция щелока.

3. Химические процессы

Термин "химическое ослабление" относится к процессам стабилизации или химической модификации загрязняющих веществ. По мере уменьшения рН растворимость большинства веществ возрастает. Также могут протекать реакции окисления-восстановления. Подвижность потенциальных загрязнителей может быть снижена за счёт осаждения или соосаждения. Кроме этого, важную роль могут играть комплексообразование ионов металлов. Имеется возможность усиления этих процессов за счёт режимов эксплуатации свалки, например за счёт рециркуляции, послойной укладки отходов, предотвращения образования нерастворимых растворимыми химических соединений путём использования определённых отходов и аналогичных мер.

4. Биологические процессы

По всей видимости, биологические механизмы играют важную роль, хотя они не настолько хорошо понятны, как другие процессы. Микропопуляция свалки связана с типом, возрастом, глубиной, степенью уплотнения отходов, с содержанием растворов и отходов. Может протекать как аэробная, так и анаэробная микробиологическая деградация; вероятно анаэробные условия преобладают в хорошо утрамбованном захоронении. В результате деятельности микробов образуется метан.

Глава 5. Очистка от щелоков

Щелок, накапливающийся на свалке или собираемый в дренажной системы, сооружённой для защиты поверхностных вод, необходимо периодически удалять, но сначала его загрязняющий потенциал снижается. В настоящее время преобладающий метод удаления состоит в выгрузке щелока в канализацию, землю, в водный поток или приливные воды при соблюдении условий, назначенных службой охраны вод. Если выгрузка производится в канализацию, обработка щелока происходит в очистных сооружениях. Это одна из форм внешней очистки, то есть очистки с использованием средств, не связанных непосредственно с эксплуатацией свалки. Другие возможности внешней обработки: очистка в специальных центрах опасных или токсичных отходов и удаление через водоотводные каналы в море или реки.

Объем и активность щелока, образующегося на данной свалке, подвержены незначительным сезонным изменениям. Концентрации компонентов в щелоке также меняются в зависимости от времени хранения. Поэтому стратегия очистки должна адаптироваться к изменениям объемов щелока и его активности, как на этапе заполнения свалки, так и после его завершения. Щелок, и в особенности образующийся в недавно уложенных отходах, содержит в больших концентрациях материал, легко поддающийся биоразложению (преимущественно органические кислоты), который можно подвергнуть биологической обработке. Щелоки и отходы длительного захоронения обычно имеют меньшее содержание органики, менее подвержены биоразложению и могут содержать в больших концентрациях аммиак или соединения железа. Поэтому щелоки из более старых захоронений требуют для очистки комбинации различных процессов.

Технологии очистки щелоков на свалке, в том числе и содержащих токсические или опасные компоненты, включают: а) биологические аэробные или анаэробные системы, б) химическое окисление или восстановление, в) осаждение, г) воздушную десорбцию, д) адсорбцию на углях.

Глава 6. Свалочный газ

После выгрузки отходов на свалке и их уплотнения в процесс переработки включаются микроорганизмы. Они разлагают органические вещества, выделяя при этом большое количество тепла, что в конце концов разогревает внутренность свалки до температуры горения. Часто свалка самовозгорается, и над ней появляется пар. Работа бактерий продолжается, температура мусора повышается, и свалка начинает дымить. При этом атмосфера обогащается всевозможными газами и мельчайшими частицами. Немецкие специалисты определили, что 1 куб. м разлагающейся смеси бытовых и промышленных отходов поставляет в окружающую среду до 2 граммов самых ядовитых соединений, что значительно хуже, чем загрязнение атмосферы промышленными предприятиями.

Газы, образующиеся при разложении органических материалов микроорганизмами в отходах, получили общее название свалочный газ. Этот газ представляет определенную опасность в связи с риском возгорания или взрыва, поэтому при проектировании свалки и во время ее эксплуатации необходимы соответствующие меры предосторожности, позволяющие уменьшить этот риск.

Состав свалочного газа зависит от возраста свалки. Свалки живут очень долго, и как доказали американские ученые, газогенерация старых свалок может длиться 100 лет. Полупериод, то есть время, в течение которого выделение газа уменьшается в два раза, может достигать 25 лет. В среднем из одной тонны мусора в год выделяется 10 м3 газа.

Воздух, находящийся в отходах, обеспечивает кислородом аэробные бактерии (бактерии, дышащие кислородом), но после того, как кислород заканчивается, анаэробные бактерии (те, которые не нуждаются в свободном кислороде для жизни) продолжают процесс разрушения остатков пищи и бумаги. Анаэробные бактерии вырабатывают воспламеняющийся метан и дурно пахнущие газы. Эти газы могут быть причиной жалоб от людей, живущих поблизости. Если появляются проблемы с газом, в отходы укладываются трубы, газ откачивается на факельную башню, где сжигается .

Биологическое и биохимическое разложение отходов протекает в течение ряда лет. За этот период существенно меняются природа и количество образующихся газов. На первом этапе воздух, захваченный отходами при укладке, быстро замещается двуокисью углерода и водородом. Образование диоксида углерода, который может достигать концентраций 20% (по объему) от общего количества газа, происходит обыкновенно в первые несколько месяцев. Приблизительно через 6 – 12 месяцев после захоронения начинается образование заметных количеств метана. Концентрация метана будет постепенно повышаться вплоть до 65% - при соответствующем снижении содержания двуокиси углерода. После достижения метаном максимальной концентрации, смесь метан /двуокись углерода будет вырабатываться в течение нескольких лет. В больших и глубоких свалках образование метана с максимальной концентрацией может продолжаться более десяти лет. В мелких захоронениях этот период будет меньшим. Период образования метана будет значительно меньшим, когда в течение длительного времени реализуются аэробные условия.

Скорость генерации свалочного газа определяется несколькими факторами. Важным является содержание влаги в отходах, так как повышенная влажность усиливает процессы разложения и, следовательно, генерации газа. За исключением верхнего метрового слоя, свалки обычно бывают анаэробными. Оптимальные условия для анаэробной переработки обычно реализуются в отходах с содержанием влаги более 40%. Метанобразующие бактерии могут существовать только в узком диапазоне значений рН: от 6,4 до 7,4.

Оптимальная температура анаэробной декомпозиции лежит между 29 и 37оС. После укладки отходов кислород захваченного воздуха обычно утилизируется. По всей видимости, дальнейшее просачивание воздуха, который мог бы подавить образование метана, оказывается минимальным, если только извлечение свалочного газа не приводит к засасыванию воздуха. Наконец, на интенсивность формирования свалочного газа может влиять совместное захоронение промышленных и бытовых отходов. Некоторые промышленные отходы могут подавлять образование газа, снижая эффективность микробных процессов. С другой стороны, совместное захоронение отходов, допускающих гниение, способно усилить образование газа

В свалочном газе бытовых отходов обнаружено большое количество дополнительных компонентов, имеющих малые концентрации. Некоторые из этих компонентов ответственны за запах, но маловероятно, чтобы они представляли опасность для здоровья. Вряд ли сероводород дает значительный вклад в запах свалочного газа, если только в составе отходов не содержится достаточно много сульфатов. При наличии на свалке жидких сульфатных отходов или сухой штукатурки образуется большое количество сероводорода, являющегося и зловонным, и токсичным. Запахи свалочного газа отличны от запахов щелока, поскольку последние обусловлены преимущественно карбоксильными кислотами, которые в газе содержатся лишь в малых концентрациях.

6. 1. Охрана окружающей среды и свалочный газ

Проблемы, связанные со свалочным газом и его миграцией распадаются на следующие категории:

• взрывы или возгорания из-за скопления газа в замкнутом пространстве, например – в строениях, галереях, люках или трубах на свалке или вблизи нее;

• возникновение удушья у людей, оказавшихся в галереях, траншеях или люках на свалке;

• при выходе на поверхность через трещины возможно возгорание газа и перенос огня на захоронение;

• вредное воздействие на урожай и растительность на свалке или ее окрестностях;

• вредное воздействие выходящего газа на здоровье людей;

• неприятные проявления, в особенности – запахи.

Кроме того, свалочный газ ответственен за нарушение вегетации и, в особенности – на восстанавливаемых захоронениях. Метан замещает нормальную почвенную атмосферу и предотвращает диффузию кислорода из воздуха в почву, поэтому почва оказывается обескислороженной. Подавить развитие растений могут и фито-токсичные соединения.

6. 2. Сбор и утилизация свалочного газа

На некоторых свалках разумно извлекать газы для использования в качестве топлива и отводить по трубам. Как, например, это делается в Великобритании в г. Авели и на свалках Лондонской кирпичной компании в Бедфордшире. Но для достижения успеха в этом предприятии необходимо выполнить несколько условий, а именно:

• должно быть определено соответствующее применение газа;

• свалка должна иметь глубину как минимум 10 м;

• должно быть большое количество уже уложенных отходов. (Практика показывает, что необходимо иметь как минимум 0,5 млн. т. );

• отходы не должны быть слишком старыми (максимальный выход газа дают отходы, уложенные пять – десять лет назад);

• уровень вод должен располагаться как минимум на 5 метров ниже поверхности свалки. Условия насыщения не способствуют сбору газа.

В соответствии с этими критериями вывод газов в атмосферу или раструб остается единственным средством управления на большинстве свалок. Но на некоторых станциях разумно использовать газ как технологическое топливо для выработки электроэнергии или в качестве химического сырья.

Глава 7. Проектная часть

7. 1. Захоронение бытовых отходов в Свердловской области

В Екатеринбурге свалки (полигоны) твердых бытовых отходов (ТБО) находятся на балансе жилищно-коммунального хозяйства. Эксплуатируются они, к сожалению, с нарушениями санитарных правил устройства и содержания полигонов для бытовых отходов. Всего учтено 158 свалок ТБО и 19 свалок совместного складирования бытовых и промышленных отходов. Из общего количества отходов только 6,7 тыс. т размещено на свалках и полигонах, отвечающих нормативным требованиям .

Официально твердые бытовые отходы в нашем городе складируются на двух полигонах: «Широкая Речка» и «Северный». Это гигантские «курганы» площадью 41 га и 50 га, высотой до 8 – 10 м. Объем бытового мусора на первой свалке составляет до 6 млн. м3, а на второй, основной, до 8 млн. м3. Ежесуточно этот объем увеличивается на 6 тыс. м3. Кроме того, на полигон «Северный» свозятся промышленные отходы с 311 промышленных предприятий Екатеринбурга и Верхней Пышмы – до 20 тыс. т в год.

В среднем на полигон «Северный» поставляется до 55 т промышленных отходов и до 5 тыс. м3 бытовых. После тщательного перемешивания отходы пересыпаются строительным мусором и поплотнее укатываются бульдозерами в тело свалки. Каждые сутки ее поверхность подрастает на 2 – 3 см, а по проекту свалка должна прибавить к 8 метрам еще 14.

Серьезную угрозу окружающей среде наносят несанкционированные свалки. Так, в 1994 году выявлено более 200 мест несанкционированного складирования отходов и захламленных объектов, причем 25% из них находятся в Екатеринбурге. Процесс их рождения уже принял непрерывный характер. Как не стараются районные экологи их регистрировать, а коммунальные службы – убирать, они возрождаются вновь и вновь.

Состав неорганизованной свалки традиционен. Это – на 30 – 50% строительный мусор и грунт, куда входит битый кирпич, стекло, куски старого асфальта, щебень, деревянные материалы, штукатурка. Другие 50% распределяются между техническими и бытовыми отходами. Здесь и пластмасса, и банки из-под краски, и резина, и полимерные углеводородсодержащие материалы, шлаки, бумага, пищевые отходы.

Всего на территории области зарегистрировано 647 хранилищ промышленных, в том числе 252 бытовых отходов .

7. 2. Географическое положение города Н. Тагила, Дзержинского района

Город Нижний Тагил, говоря словами известного уральского писателя Д. Н. Мамина - Сибиряка "широкой картиной развернулся у подножия Уральских гор, как самое близкое и дорогое каменному сердцу Урала дитя" .

Город Нижний Тагил расположен на восточном склоне Уральского хребта в 20-25 км от географической границы Европы и Азии, в 149 км от г. Екатеринбурга, в долине реки Тагил. В 25 км западнее Нижнего Тагила с севера на юг протянулись параллельными грядами горные кряжи и отдельные возвышенности главного водораздельного хребта. Город имеет координаты: 57 55' с. ш. , 60 00'в. д.

В юго-восточной части города выделяется Дзержинский административный район (138 тыс. жителей), основанный на базе поселка Уралвагонзавода. Район имеет строгую прямоугольную планировку.

Микрорайон «Пихтовые горы» располагается на северо-востоке Дзержинского района . Безымянная горка, которую мы исследовали, находится с левой стороны по городской дороге на Исинский пруд. С запада находится гаражный кооператив . С севера, юга и востока горку окружает лесной массив, состоящий из древесных пород – сосна и ель.

7. 3. Бытовые отходы на территории города Н. Тагила

Где бы ни жил человек, непременным его спутником в любом конце мира стали горы и целые поля, занятые производственными и бытовыми отходами. Добывая сырье и создавая новые материалы и предметы потребления, человек возложил на природу задачу утилизации и переработки всего произведенного. До последнего времени считалось, что хозяйственная емкость природных экосистем и всей биосферы неограниченна, а сами системы способны выполнять функции «домохозяйки» и «дворника», поддерживая чистоту и порядок в «доме».

Сегодня очевидно, что ограничение дальнейшего развития человечества связано не с недостатком ресурсов планеты (сырья и продовольствия еще хватит на сотни лет), а с емкостью биосферы, ее способностью к самоочищению от продуктов жизнедеятельности человека.

Огромное количество твердых отходов промышленных предприятий нашего города (более 3 млн. т. в год) также складируется в отвалы, свалки или хранятся под землей. В городе имеются три районных накопителя, куда вывозится часть из более чем 400 тыс. куб. м ежегодно образующихся бытовых отходов.

Каждый житель такого крупного города, как Нижний Тагил, ежегодно выбрасывает в мусорное ведро до 250-300 кг отходов. При этом ежегодно масса отходов увеличивается на 4-5%. Этот прирост почти в 3 раза превышает скорость роста населения .

7. 4. Описание свалки на Безымянной горке микрорайона «Пихтовые горы»

Горка «Безымянная» находится в лесной зоне Дзержинского района, окружена лесным массивом (елово-сосновым), с северо-запада идет строительство гаражей .

Мусор, который сваливается на эту территорию, представляет собой бутылки (пластиковые, стеклянные), пакеты, картонные коробки, упаковки, строительный мусор . Мусор в основном сваливается частными торговыми предприятиями Дзержинского района.

На территории горки довольно своеобразная экосистема. В летний период на горке созревает земляника, осенью – шиповник, все лето цветет разнотравье . Летом много медоносных насекомых. За лето 2005 г. площадь свалки увеличилась.

7. 5. Практическая работа «Изучение биоразложения упаковочного материала»

Цель – изучить факторы, влияющие на скорость разложения упаковочного материала.

Задачи:

-собрать и исследовать упаковки, которые мы приобретаем в магазинах нашего города;

- определить факторы, обеспечивающие ускоренное разложение упаковочного материала;

Описание опыта:

Для опыта берем землю, горшки, кусочки различного упаковочного материала. В горшок с землей и горшки, где растут цветы, зарываем кусочки упаковочного материала. Для эксперимента выбрали: горшок с землей, второй горшок, в котором растет кактус, не требующий частого обильного полива, любит подсушивание земляного кома ; третий горшок – сансевиерия (щучий хвост), любит затененные участки, северные окна ; четвертый горшок - монстера, любит южные окна, регулярное опрыскивание, постоянно влажный ком земли .

Опыт проходил в кабинете биологии, в июле месяце 2005 г. В кабинете тепло, т. к. окна кабинета выходят на южную сторону горизонта. Температура в течение суток 25 градусов тепла.

Срок/горшок 1 горшок – образец без 2 горшок - кактус 3 горшок – Щучий хвост 4 горшок - Монстера растения

1 неделя Не изменяется Не изменяется Набухает Изменение цвета, набухает

2 неделя Не изменяется Набухает Структура не прочная Разъедание микроорганизмами

3 неделя Окраска резко изменилась,

Не изменяется Изменение цвета Разъедание определение материала не возможно

4 неделя Не изменяется Частичное разложение Разложение продолжается Субстрат почвы

Вывод по практической работе: Для быстрого разложения бумаги необходим доступ тепла, воды, микроорганизмов. В домашних условиях удобрение можно делать из газет: складывается слой газет, он перекладывается почвенным субстратом (так несколько слоев, как пирог)– смачивается – поливается – доступ тепла – для ускорения добавляют мочевину (дает дополнительное тепло и ускоряет процесс).

Изучим данные эксперимента: в контрольном горшке (1) изменений не произошло, во втором и третьем горшке мы видим частичные изменения разного уровня, а четвертый горшок доказывает правильность подбора абиотических факторов, влияющих на разложение целлюлозы.

На упаковочном материале, изготовленном в России редко можно встретить символы вторичной переработки. В процессе выполнения проектно-аналитической работы мы собрали различные виды упаковок, на которых присутствуют знаки «вторичного сырья» .

Глава 8. Общие выводы по работе

Что нужно делать, чтобы если не решить, то хотя бы наметить пути решения этой проблемы?

1. Каждому хорошо знакома картина горящего во дворе содержимого мусорных контейнеров. Установлено, что при горении бытового мусора в воздух попадает множество токсических веществ, в том числе принадлежащих к группе диоксинов. Эти и родственные им соединения относятся к опасным современным ядам, способным длительное время оставаться в природной среде, сохраняя высокую токсичность. И эта отрава, поступает в воздух наших городов при горении бытовых отходов в контейнерах и на свалках.

Таким образом, простой, казалось бы, путь уничтожения отходов посредством сжигания ведет к еще большему загрязнению окружающей среды .

2. Необходимы специальные производства, способные не только перерабатывать отходы, но и получать ценные компоненты (редкие и ценные металлы и др. ), а также в максимальной степени защищать окружающую среду, т. е. строительство мусороперерабатывающего завода. На Урале проекты строительства мусороперерабатывающих заводов в Екатеринбурге, Нижнем Тагиле, в районе Ревдинско-Первоуральского промышленного узла еще только рассматриваются.

3. Возможен и другой путь ликвидации бытовых отходов. Это помощь природным экосистемам в очищении окружающей среды. Ученые успешно работают над созданием специальных штаммов бактерий и грибов, способных разрушать органические соединения ароматических углеводородов и других высокомолекулярных соединений – полимеров.

4. Особые надежды в решении этой проблемы связаны с успехом генной инженерии.

5. Экологическое воспитание, отсутствие осознания актуальности этих проблем у общественности.

6. Для утилизации отходов необходимо применение 3-х способов сбора:

- пункты приемки и покупки;

- раздельный сбор на контейнерных площадках;

- сортировка на полигонах.

7. Городу необходимо создать индустрию вторичных ресурсов.

Использование мусора в домашнем хозяйстве:

А сколько процентов на упаковки приходится ежедневно у вас?

Подсчитайте, какова доля различных типов отходов (органика, бумага, металл, стекло, искусственные материалы, резина и т. п. ) от общего объема мусора в домашнем хозяйстве на 2 —3 дня.

Какие типы отходов можно самим рационально использовать (в садоводстве, хозяйстве)?

Есть ли у вас поблизости пункты утилизации вторсырья? Что они принимают?

Знаете ли вы, что:

• многоразовая стеклянная бутылка (0,5 л) в среднем может быть использована 40 раз;

• одна многоразовая бутылка может заменить до 450 одноразовых жестяных банок по 0,33 л.

Глава 9. Утилизация ТБО в других странах (на примере Германии)

В 90-х гг. Германия переориентируется на стратегию утилизации отходов через их вторичную переработку, развитие безотходных технологий. Через “Предписание об упаковочных материалах” был введен принцип ответственности производителя. Согласно данному принципу производители и продавцы упаковок обязаны принимать их и утилизовать. С этой целью в 1992 г. на частной основе проводится программа «Дуальная система Германии». Предприниматели, использующие или реализующие упаковочные материалы, платят взносы в систему предприятий по утилизации отходов: забор мусора, транспортные расходы, строительство мусороперерабатывающих фабрик и т. д. В рамках этой программы на упаковочных материалах, которые обязательно должны быть переработаны, ставится символ “Зеленый пункт” . Финансовые затраты на сбор и вторичную переработку учтены в цене на товары.

Символ «Зеленый пункт» ни в коем мере не является показателем экологичности товара, этот символ относится к упаковочному материалу.

Покупая многие импортные товары, мы проигрываем дважды. Во-первых, доплачиваем за переработку, которая не производится в нашей стране. Во-вторых, ежедневно принимаем активное участие в загрязнении родной природы: не перерабатываемые упаковочные материалы в огромных количествах попадают на мусорные свалки, окисляясь, вместе с дождевыми потоками просачиваются в почву и загрязняют грунтовые воды.

Вы можете помочь природе! Выбирайте товары в упаковочных материалах многоразового использования. Отказывайтесь от одноразовых упаковок, которые в основном и загрязняют окружающий нас мир.

Экологическая символика на продуктах питания. Продукты питания, выращенные и обработанные по принципам экологического земледелия, отмечены символами на упаковочных материалах и чаще продаются в специализированных эко- или биомагазинах.

Экологическое земледелие подразумевает:

• запрет на применение пестицидов;

• запрет на использование легкорастворимых в воде азотных, фосфорных и хлорсодержащих калийных удобрений;

• соответствие поголовья скота естественным условиям содержания и выпаса;

• сохранение состава ценных питательных веществ в процессе переработки.

Выполнение всех названных требований сказывается на высоком качестве продукции. Соответственно цены на товары, произведенные на основе экологического земледелия, выше, чем обычные.

Экологическая символика на промышленных товарах. Символ “Голубой ангел” принят ЮНЕСКО. Этот символ указывает на качество товара (надпись в круге), за которое он получил статус экологичного. Так, на символе написано: «(Товар) экологичен, так как произведен из на 100% из макулатуры» или “Экологичен, так как (образует) мало отходов” .

Существуют и другие символы, характеризующие товары по экологическим требованиям. К примеру, косметические кремы, приготовленные согласно экологическим стандартам, носят на своей упаковке символику:

Egostyle Bio Demeter Eco Nature и т. д.

При покупке промышленных товаров тщательно смотрите на технические характеристики к ним, правила эксплуатации.

Упаковочные материалы и их переработка. Альтернатива есть всегда. Выбор за вами!

Не перерабатываются; сильно Вторично используются; меньшая нагрузка для окружающей среды загрязняют окружающую среду

Жестяные баночки с напитками Стеклянные бутылки, бутылки, вторично используемые

Полиэтиленовые пакеты Тканевые сумки, бумажные пакеты; многоразовая тара (стеклянная посуда,

Упаковки одноразовые бидоны)

Йогурт в пластиковых стаканчиках Йогурт в стеклянных баночках

Дезодоранты (фреоны разрушают озоновый слой) Дезодоранты - пульверизаторы

Заключение

Одним из ведущих факторов, неблагоприятно влияющих на состояние земельных ресурсов Среднего Урала, является наличие в области большого количества твердых бытовых отходов.

Сегодня человек может синтезировать около 10 млн. разнообразных веществ, из которых более 2 млн. обнаружено в природе.

Около 80% веществ человек использует, не зная ничего об их токсичности и возможных последствиях для самого человека и окружающей среды.

В настоящее время в развитых странах мира отходы сначала разделяют по видам, а потом сжигают, перерабатывают или утилизируют на специальном полимерном защитном покрытии, предотвращающим загрязнение окружающей среды.

Упаковка играет немаловажную роль в биоразложении мусора. Западные страны давно перешли на упаковку, которую изготавливают из вторсырья. Она быстро разлагается и не вызывает скопления мусора. В России такие упаковки не используются, поэтому наш товар очень плохо подлежит экспорту, и виновата в этом упаковка.

Для утилизации отходов необходимо применение 3-х способов сбора:

- пункты приемки и покупки;

- раздельный сбор на контейнерных площадках;

- сортировка на полигонах.

Городу необходимо создать индустрию вторичных ресурсов. Это улучшит экологическую ситуацию в городе, снизит нагрузку на городские свалки и бюджет за счет уменьшения объема вывозимых отходов и повторного их использования.

Увеличить парк мусоровозов и контейнеров для сбора отходов.

Острой проблемой в городе остается отсутствие достаточного количества урн на улицах города и их утилизация мусора из них.

В настоящее время в городе начинают решаться вопросы по сбору вторсырья (макулатуры, стеклотары, лома металлов).

Судьба остальных отходов, подлежащих утилизации, находиться в процессе решения.

Решение экологических проблем – это задача со многими неизвестными. До сих пор нет полного научного обоснования некоторых аспектов охраны окружающей среды. Однако ждать этого обоснования уже нельзя, надо энергично браться за дело. Решение этих проблем в настоящее время возможно за счет ресурсосбережения, уменьшения энергоемкости производства, поиска альтернативных сырьевых источников и, разумеется, экологической чистоты выпускаемой продукции.