Решетько М.В. Рациональное природопользование. Часть 2

Подождите немного. Документ загружается.

гической паспортизации» была уточнена и в последней редакции звучит

как «осуществление экологической паспортизации территории» [36].

Экологический паспорт территории содержит сведения о состоянии

природно-ресурсного потенциала, результатах оценки воздействия на

окружающую среду на данной территории, показатели ее экологической

емкости и информацию о действующих территориальных экологиче-

ских ограничениях по видам хозяйственной деятельности. А именно

информацию о:

• состоянии природно-ресурсного потенциала территории;

• уровне техногенного воздействия на окружающую среду на дан-

ной территории;

• потенциально экологически опасных объектах;

• объектах, подлежащих экологическому, геологическому и водно-

му контролю, расположенных на данной территории;

• природных и антропогенных процессах, представляющих потен-

циальную угрозу для жизни людей и

хозяйственной деятельности на

данной территории;

• действующих территориальных экологических ограничениях по

видам хозяйственной деятельности.

Экологический паспорт территории рассматривается как сводная

документальная форма общей, аналитической, демографической, эко-

номической и различной другой информации, приведенной в конкрет-

ном временном срезе. Экологическая паспортизация производится для

получения доступной и наглядной информации о состоянии территорий

c возможностью

ее постоянного пополнения, расширения и углубления.

В настоящее время в крупных городах широкое развитие получили

различные геоинформационные системы, так или иначе включающие

функции и содержание экологического паспорта территории. Это связа-

но с необходимостью оценки природоохранной эффективности проект-

ных решений, вариантов развития на стадии принятия решения, концеп-

туальных подходов в Генпланах и

т. п.

Примерами адекватного и удачного решения экологической паспор-

тизации следует считать геоинформационный эколого-градостроительный

паспорт г. Москва (ЭГОП) и Информационно-аналитический комплекс

«Экологический паспорт территории Санкт-Петербурга» [3].

Область применения Информационно-аналитического комплекса

«Экологический паспорт территории Санкт-Петербурга» включает:

• учет объектов и источников негативного воздействия на окру-

жающую

среду, находящихся на территории города, за исключением

объектов, подлежащих федеральному государственному экологическому

контролю;

• проведение экономической оценки воздействия на окружающую

среду хозяйственной и иной деятельности;

• обеспечение установления нормативов воздействия на окружаю-

щую среду и нормативов ее качества;

• информационную поддержку государственного экологического

контроля, контроля за геологическим изучением, охраной и рациональным

использованием недр, за использованием и охраной водных объектов;

• информационную поддержку организации и

проведения государ-

ственной экологической экспертизы;

• ведение Стандарта состояния окружающей среды и Стандарта

эффективности обеспечения экологической безопасности;

• ведение экологического баланса территории города;

• обеспечение органов государственной власти информацией о со-

стоянии окружающей среды и использовании природных ресурсов;

• обеспечение населения актуальной информацией о состоянии ок-

ружающей среды на территории

Санкт-Петербурга.

Одним из важнейших результатов создания подобных информаци-

онных комплексов является возможность разработки и ведения Эколо-

гического баланса – системы показателей, характеризующих изменение

соотношения участков площадей с разным уровнем антропогенного

воздействия к общей площади территории города и баланс использова-

ния природных ресурсов на территории города. На основе Экологиче-

ского баланса легко

выделять приоритеты социально-экономического

развития города, а также целевые и плановые показатели, необходимые

при решении задач социально-экономического планирования и разра-

ботки проектов бюджета. Экологический баланс, например, Санкт-

Петербурга основывается на анализе первичных данных о состоянии

окружающей среды на территории города, источниках негативного воз-

действия на окружающую среду, использовании природных

ресурсов, а

также о природных и антропогенных факторах экологического риска в

сочетании с результатами моделирования и прогноза развития экологи-

ческой ситуации [3].

2. ОСНОВНЫЕ ВИДЫ ОТХОДОВ ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ,

МЕТОДЫ ИХ ПЕРЕРАБОТКИ; ВТОРИЧНЫЕ СЫРЬЕВЫЕ И

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ РЕСУРСЫ

2.1. Общие сведения об отходах

Отходы являются следствием процесса природопользования, соз-

дающего материальную базу для нормального воспроизводства и ин-

теллектуально-духовного развития человечества в течение неопреде-

ленно долгого времени на базе ограниченных природных ресурсов при

сохранении качества окружающей среды.

В настоящее время в соответствии с решением Европейской эко-

номической комиссии ООН

и Декларацией о малоотходных и безотход-

ных технологиях и использовании отходов принята следующая форму-

лировка, предложенная российскими специалистами: «Безотходная

технология есть практическое применение знаний, методов и средств, с

тем чтобы в рамках потребностей человека обеспечить наиболее рацио-

нальное использование природных ресурсов и энергии и защитить ок-

ружающую среду». Трактовка данной

формулировки сводится к тому,

что при безотходном производстве не должно происходить выбросов в

окружающую среду, необходимо максимальное и комплексное исполь-

зование сырья, достигается теоретически возможный минимум отходов

всех видов и т. п. Таким образом, безотходное производство по сути

своей заменяется рациональным, максимально возможным комплекс-

ным использованием сырья и энергии при минимуме

(т. е. при наличии)

отходов [11].

Для удовлетворения потребностей людей ежегодно извлекается до

30 млрд т полезных ископаемых, перемещается 100–150 млрд т земных

недр. При последующей переработке значительная часть ископаемых не

входит в конечные товарные продукты, образуя отходы. Это создает

проблемы их складирования, захоронения, защиты окружающей среды

и т. п. Так, товарная медь

, полученная из руд с обычным ее содержани-

ем 1,0–1,5 %, составляет порядка 0,1 % от перемещенной для ее произ-

водства горной массы. В 1000 раз большее количество материалов пере-

ходит в отвалы горнообогатительных и металлургических предприятий,

выбрасывается в атмосферу в виде оксидов серы и других газов. При

переработке золотосодержащих руд с концентрацией золота 5 г/т

отхо-

ды производства превышают массу товарного продукта в несколько со-

тен тысяч и даже в миллионы раз. Однако и готовые изделия (автомоби-

ли, станки, шины, печи, бытовая техника, мебель и т. д.) через опреде-

ленное время вырабатывают свой ресурс или снимаются с хранения в

связи с истечением его сроков, т. е. превращаются в отходы. В них пе-

реводится также потребляемое или с просроченным сроком годности

продовольствие. Можно констатировать, что в своей материальной дея-

тельности человечество не производит практически ничего, кроме те-

кущих и будущих отходов, ими неизбежно заканчивается жизненный

цикл любых материальных объектов, включая живое

вещество. В За-

падной Европе с 1988 г. отходами считают вещества, растворы, смеси

или другие предметы, для которых не находят прямого применения, но

которые можно подвергнуть переработке, сбрасыванию на свалки, сжи-

ганию или уничтожению и удалению другими способами.

В России согласно Федеральному закону «Об отходах производст-

ва и потребления» [35] дается следующее

определение:

«отходы производства и потребления (далее – отходы) – остатки

сырья, материалов, полуфабрикатов, иных изделий или продуктов, ко-

торые образовались в процессе производства или потребления, а также

товары (продукция), утратившие свои потребительские свойства».

Отходы в зависимости от степени негативного воздействия на ок-

ружающую среду подразделяются в соответствии с критериями, уста-

новленными федеральным

органом исполнительной власти, осуществ-

ляющим государственное регулирование в области охраны окружаю-

щей среды, на пять классов опасности:

I класс – чрезвычайно опасные отходы;

II класс – высокоопасные отходы;

III класс – умеренно опасные отходы;

IV класс – малоопасные отходы;

V класс – практически неопасные отходы.

Класс опасности отходов – характеристика относительной экологи-

ческой опасности

отхода, которая устанавливается по степени его воз-

можного негативного воздействия на окружающую среду в соответст-

вии с приказом МПР от 15.06.10 № 511 [22]. Класс опасности отхода

может быть определен расчетным или (и) экспериментальным мето-

дом [15]. Расчетный метод применяется, если известен качественный и

количественный состав отхода и в литературных источниках имеются

необходимые сведения для

определения показателей опасности компо-

нентов отхода.

Отнесение отходов к классу опасности для окружающей среды

экспериментальным методом осуществляется в следующих случаях:

• для подтверждения отнесения отходов к 5-му классу опасности,

установленного расчетным методом;

• при отнесении к классу опасности отходов, у которых невозмож-

но определить их качественный и количественный состав;

• при уточнении по желанию и за счет заинтересованной стороны

класса опасности отходов, полученного в соответствии с расчетным ме-

тодом.

Установленный производителем отходов класс опасности отхода

заносится в паспорт опасного отхода и согласовывается в Федеральной

службе по технологическому, экологическому и атомному надзору.

2.2. Классификация отходов

Классификация отходов проводится по ряду признаков.

Наиболее

общим является деление по форме материальной субстанции, в которой

они находятся. По этому признаку отходы разделяют на вещественные

и энергетические. К последним относятся механические колебания и

волны; электромагнитные поля.

Отходы в вещественной форме различают:

• по агрегатному состоянию – газообразные, жидкие, твердые и

условно твердые (пастообразные);

• химическому составу – органические

и неорганические;

• генезису (происхождению) – бытовые и производственные (про-

мышленные, сельскохозяйственные, промысловые);

• возможности применения – вторичные материальные ресурсы,

которые используются или пригодны к эффективному употреблению на

данном этапе развития науки и техники; отбросы;

• токсическому действию – первый класс (чрезвычайно опасные

вещества), второй (высокоопасные), третий (умеренно опасные) и чет-

вертый (малоопасные).

• способности к самостоятельному горению – горючие и негорючие.

Возможны и другие признаки деления отходов.

Статьей 20 ФЗ «Об отходах производства и потребления» [35]. пре-

дусмотрен Государственный кадастр отходов, который включает в себя

Федеральный классификационный каталог отходов (ФККО), утвер-

жденном Приказом МПР РФ от 02.12.2002 г. № 786 [21], Государствен-

ный реестр объектов размещения отходов, а также

Банк данных об от-

ходах и о технологиях использования и обезвреживания отходов раз-

личных видов. Государственный кадастр отходов ведется по единой для

Российской Федерации системе.

Для формализации видов отходов, удобства передачи информации,

ее сбора и обработки введена кодовая система Каталога отходов (ФККО

– далее Каталог). Последний содержит перечень их видов, систематизи

рованных по совокупности приоритетных признаков: происхождению,

агрегатному состоянию, химическому составу, экологической опасно-

сти. Для каждого отхода должен быть определен его вид (код).

Каталог имеет пять уровней классификации, расположенных по ие-

рархическому принципу (блоки, группы, подгруппы, позиции и субпози-

ции). Высшим уровнем классификации являются блоки, сформирован-

ные по признаку происхождения отходов: органического природного

происхождения (животного и растительного); минерального происхож-

дения; химического происхождения; коммунальные (включая бытовые).

Каждый блок состоит из групп, которые делятся на подгруппы

. В

каждой подгруппе выделяются позиции и соответствующие им субпо-

зиции. Разделение на группы, подгруппы, позиции и субпозиции осно-

вано на следующих признаках: происхождение сырья; принадлежность

к определенному производству, технологии; химический состав; агре-

гатное состояние и другие свойства.

Позиция представляет, собой полную характеристику вида отхода в

отличие от верхних уровней классификации.

Субпозиция заключает в

себе информацию об экологической опасности конкретного вида отхо-

да. Название виду присваивается с учетом происхождения и химическо-

го состава отхода.

В Каталоге принято обозначение кодов арабскими цифрами, но в

шестом разряде кода могут быть и буквенные символы некоторых видов

отходов. Структура кодового обозначения построена по десятичной сис-

теме

и включает в себя код блока, группы, подгруппы, позиции и субпо-

зиции. Блок, группа и подгруппа отражают развернутую характеристику

происхождения отхода, а позиция и субпозиция – его состав и свойства.

Последняя цифра кода обозначает уровень экологической опасности от-

хода в соответствии с установленным классом опасности [11].

Индивидуальные предприниматели и юридические лица, в

процес-

се деятельности которых образуются отходы I – IV класса опасности,

обязаны подтвердить отнесение данных отходов к конкретному классу

опасности в порядке, установленном федеральным органом исполни-

тельной власти, осуществляющим государственное регулирование в об-

ласти охраны окружающей среды. На отходы I-IV класса опасности

должен быть составлен паспорт (паспорт отходов – документ, удосто-

веряющий принадлежность отходов к отходам

соответствующего ви-

да и класса опасности, содержащий сведения об их составе). Паспорт

отходов I-IV класса опасности составляется на основании данных о со-

ставе и свойствах этих отходов, оценки их опасности.

Установление класса опасности, регистрация и присвоение опреде-

ленного кода промышленным

отходам имеют существенное значение,

так как это связано с экологическими платежами.

2.3. Масштабы образования и накопления отходов

Объемы отходов весьма значительны. Так, их ежегодные количест-

ва в мире составляют: твердых – свыше 3 млрд т, промышленных и бы-

товых стоков – до 700 км

, газообразных веществ – более 20 млрд т, на

90 % представленных углекислым газом. В развитых странах на одного

жителя ежегодно образуется 300–750 кг коммунальных и 1,0–2,5 т про-

мышленных отходов. Наибольшую долю среди отходов составляют

твердые бытовые отходы (ТБО) и промышленные отходы (ПО). Веще-

ственный состав этих двух групп и схемы обращения с ними сущест-

венно

различаются. Усредненный состав ТБО на начало 80-х гг. про-

шлого века свидетельствует, что состав мусора, образующегося в раз-

ных странах, примерно одинаков, в частности близко соотношение ме-

жду органическими и неорганическими веществами. По сравнению с

50-ми гг. в бытовых отходах уменьшилась доля золы и шлака, но воз-

росла – бумаги и

полимерных материалов. Содержание органических

веществ достигло 80 %. Это привело к увеличению их теплоты сгорания

(в России в 60-х гг. 20 в. с 3000 до 6000-9000 кДж/кг) [11].

Количественный и качественный спектры промышленных отходов

гораздо обширнее, чем бытовых. Эти отходы в значительных обьемах

создаются на каждом участке, в каждом технологическом переделе мно-

гочисленных заводов и

фабрик, ферм, свинарников, морских промыслов

и т. п. На долю производственных приходится большая часть твердых и,

особенно; газообразных отходов, загрязненных стоков. Необычайная

пестрота химического состава и свойств исключает усреднение данных

по этим и другим характеристикам промышленных отходов, по методам

обращения с ними.

В Российской Федерации складировано более 85 млрд т твердых

отходов, под размещение которых занято, более 300 тыс га. Их ежегод-

ное увеличение составляет около 2 млрд т. Из используемой массы от-

ходов около 80 % приходится на долю вскрышных пород и отходов

обогащения, направляемых для закладки выработанного пространства

шахт и карьеров; 2 % применяются в качестве топлива и минеральных

удобрений; 18 % перерабатывают как вторичное сырье, в том

числе

10 % – в стройиндустрии [11].

Из изложенного следует, что основными продуцентами твердых от-

ходов являются объекты горно-обогатительного комплекса. Они же – ос-

новные источники газообразных и жидких отходов, большая часть кото-

рых образуется на относительно небольшом количестве предприятий.

2.4. Способы переработки

2.4.1. Исходные положения

Как уже отмечалось, номенклатура отходов весьма многообразна.

Промышленные, сельскохозяйственные, промысловые предприятия вы-

пускают десятки тысяч видов продукции. При производстве каждого из

них обычно возникает несколько типов газообразных, жидких и твер-

дых отходов. Так, например, комбинаты черной металлургии с полным

циклом производства выпускают, по существу, только один вид основ-

ной продукции (сталь

в виде слитков, изделий прокатных производств).

Однако при этом в качестве отходов образуются отсевы агломерата и

окатышей, пыли, шламы и шлаки доменного и сталеплавильных пере-

делов, шламы первичных и вторичных отстойников прокатных цехов,

отходящие технологические газы (доменный, конвертерный, коксовый и

др.), различные сточные воды и т. д.

В тех случаях,

когда современный уровень развития производства

делает экономически целесообразной переработку и/или утилизацию

какого-либо отхода, для каждого из них зачастую предлагается. не-

сколько конкурентоспособных технологий. Отсюда следует, что воз-

можные методы переработки и утилизации отходов еще более многооб-

разны, чем номенклатура последних. В самом общем виде способы пе-

реработки отходов можно

разделить на две группы [11].

Значительная часть отходов перерабатывается по схемам и на обо-

рудовании, аналогичных применяемым для получения товарной продук-

ции из первичного промышленного, сельскохозяйственного и промысло-

вого сырья. Примеры: использование металлолома в сталеплавильных

агрегатах, металлургических шлаков и железосодержащих отходов в

производстве портландцемента, получение серной кислоты из отходящих

газов конвертерного,

обжигового и других переделов медеплавильных

заводов, товарной продукции из отработанных масел и отходов нефтехи-

мии и т. д. Технологии переработки отходов, аналогичные применяемым

для первичного сырья, можно назвать индустриальными.

Вторая группа включает способы, получившие распространение

только в процессах переработки вторичного сырья или защиты окру-

жающей среды (воздушной, водной, почв). Таков,

в частности, ряд тех-

нологий восстановления первоначальных свойств загрязненных земель.

Методы этой группы можно назвать утилизационными.

2.4.2. Классификация способов переработки отходов

Все процессы переработки и обезвреживания отходов можно раз-

делить на физические, химические, физико-химические, биохимические

и комбинированные.

В физических процессах изменяются лишь форма, размеры, агре-

гатное состояние и некоторые другие свойства отходов при сохранении

их качественного химического состава. Эти процессы доминируют, на-

пример, при дроблении и измельчении вскрышных пород, хвостов обо

гащения, шлаков и зол, при окомковании тонкодисперсных материалов,

брикетировании рудной мелочи, строительных отходов, в магнитных и

электрических методах сепарации смешанных отходов, в процессах

сушки и испарения.

Химические процессы изменяют физические свойства исходного

сырья и его качественный химический состав.

Важное место среди химических процессов занимают термические

способы. Для ускорения обезвреживания загрязнителей

или их извлече-

ния во всех типах термических превращений могут быть использованы

катализаторы. Термические способы предусматривают тепловое воздей-

ствие на отходы, которое приводит к изменению их первоначального

состава. Виды термического воздействия: сжигание, газификация, пиро-

лиз, нагревание на воздухе, в вакууме и т. д. Их используют для удале-

ния и обезвреживания органических

веществ и некоторых цветных ме-

таллов, термической стабилизации грунтов, сжигания строительных от-

ходов и т. п.

Наибольшее распространение получили первые три метода [11].

Сжигание – весьма распространенный метод термической перера-

ботки отходов. Он реализуется при температурах не ниже 600 °С и от-

носится к окислительным термическим процессам автогенного характе-

ра. При сгорании органической

части отходов образуются диоксид и ок-

сид углерода, пары воды, оксиды азота и серы, аэрозоли. Методы сжи-

гания не нуждаются в организации шламового хозяйства, имеют ком-

пактное, простое в обслуживании оборудование, низкую стоимость очи-

стки отходящих газов. Однако область их применения ограничивается

свойствами продуктов реакции. Их нельзя использовать для переработ-

ки

отходов, если последние содержат фосфор, галогены, серу. В этом

случае могут образовываться продукты реакции, например диоксины и

фураны, по токсичности во много раз превосходящие исходные газовые

выбросы.

Твердые продукты сгорания отходов, как правило, в виде золы, на-

капливаются в нижней части печи и периодически вывозятся на захоро-

нение или используются в производстве вяжущих веществ. Основным

полезным продуктом сжигания отходов является обычно тепло отходя-

щих газов, используемых как вторичные энергетические ресурсы для

выработки пара, электроэнергии, горячей воды для производственных и

бытовых нужд.

Газификация как индустриальная технология применяется для пе-

реработки твердых, жидких и пастообразных отходов. В частности, она

широко

используется в металлургии для получения горючих газов из

бурого высокозольного угля. Сущность газификации заключается в об-

работке углеродсодержащего вещества (угля) при 600–1100 °С водяным

паром, кислородом (воздухом) или диоксидом углерода. В результате

соответственно паровой, кислородной, углекислотой или комбиниро-

ванной конверсии угля образуется равновесная смесь вновь образован-

ных (водород, оксид углерода) и

исходных газов. Эта смесь (генератор-

ный газ, синтез-газ), включающая продукт неполного окисления угля

(оксид углерода), а также водород, обладает восстановительным потен-

циалом и используется как газообразное топливо. Синтез-газ может со-

держать туман жидких смолистых веществ, однако его восстановитель-

ный потенциал практически исключает наличие в нем оксидов серы и

азота.

Пиролиз как способ нагревания органических веществ до относи-

тельно высоких температур без доступа воздуха сопровождается разло-

жением высокомолекулярных соединений на низкомолекулярные, жид-

кую и газообразную, фракции, коксованием и смолообразованием. В ин-

дустриальных технологиях его используют при сухой перегонке дерева,

коксовании угля, крекинге нефти и в других случаях. В зависимости от

температуры реализации различают три вида пиролиза: низкотемпера-

турный, или полукоксование (не более 450-550°С); среднетемператур-

ный, или среднетемпературное коксование (до 800°С); высокотемпера-

турный, или коксование (900-1050°С). С повышением температуры

снижается выход жидких и увеличивается – газообразных продуктов.

Поэтому низкотемпературный пиролиз обычно проводят для получения

первичной смолы – наиболее ценного источника жидкого топлива

различных химических продуктов. Основная задача высокотемператур-

ного пиролиза – получение высококачественного горючего газа. Твер-

дый остаток используют в качестве заменителя природных и синтетиче-

ских углеродсодержащих материалов, сорбента при очистке питьевых и

сточных вод и т. д.

Из других химических методов переработки отходов отметим оса-

ждение и комплексообразование. Как правило, они предусматривают

добавление химических реагентов к нейтрализуемой массе.