Сжигание твердых отходов: диоксиновая опасность

Сжигание твердых отходов в кострах или примитивных печах нельзя считать целесообразным ни с экономической, ни тем более с экологической точек зрения. При этом не только загрязняется воздушная среда, но и не используется образующаяся тепловая энергия. Ряд специалистов считает, что оно может быть оправдано только в том случае, если сочетаются утилизация тепловой энергии и очистка отходящих газов. Такой процесс происходит на мусоросжигательных станциях (заводах), которые имеют паровые или водогрейные котлы со специальными топками. Температура в топке должна быть не менее 1000°С, чтобы сгорели все дурнопахнущие примеси.

Б. Небел приводит в качестве примера электростанцию в Балтиморе (штат Мериленд, США). Она сжигает в день 2000 т мусора; получаемый пар приводит в действие генератор, вырабатывающий электроэнергию для 60 тыс. жилых домов.

Выбор сжигания или компостирования для обезвреживания твердых отходов зависит от местных условий. В интересах сельского хозяйства, очевидно, компостировать отходы целесообразнее в Нечерноземных районах. Что касается мусоросжигания, оно как способ использования ТБО должно рассматриваться как пройденный этап. Например, в европейских странах за последние 10 лет не введен ни один мусоросжигательный завод; сжигают лишь то, что остается после сортировки и утилизации. Это, в частности, объясняется тем, что при сжигании мусора с самым разнообразным сочетанием компонентов образуется огромное количество вредных продуктов, содержащих такие опасные вещества, как диоксины, фосген, сильная кислота и другие, а также золы и шлаки неизвестного состава и с непредсказуемыми свойствами.

Диоксины – общепринятое название группы органических веществ, которые относятся к классу полихлорированных полициклических соединений (ПХ ПС). Под этим названием объединено более 200 веществ. Хлор может быть замещен бромом, полученные вещества будут также относиться к диоксинам.

Диоксины признаны наиболее опасными веществами – супертоксикантами. Борьба с ними объявлена мировым сообществом специальным документом – Стокгольмской Конвенцией, открытой для подписания 23 мая 2001 г. Через год Россия присоединилась к указанной Конвенции.

Диоксины являются концерогенами (провоцируют раковые заболевания) и тератогенами (поражают генофонд человека). Воздействуя на белковый обмен, диоксины способствуют биоактивации мутагенов и разрушению витаминов, лекарств, гормонов. Особенно чувствительны к диоксинам молодые особи и эмбрионы.

По этой причине в России в 1994 г. были приняты очень жесткие нормативы по диоксинам: для воздуха ПДК равна 0,5*10- мг/м3, воды – 2*10- мг/л, для почвы – 0,06 мг/кг.

Одним из основных источников диоксинов являются свалки и сжигание твердых отходов. Так, в золе мусоросжигательных заводов №2 и 3 г. Москвы обнаружено от 0,1 до 0,2 мкг диоксинов на 1 кг золы. При не полном сгорании 1 кг несортированных ТБО, содержащих 5-10% пластиков, в атмосферу, по данным ученых США, поступает 40 мкг диоксинов. Этого достаточно для доведения до ПДК по существующим нормам 80 млн м3 воздуха. Содержатся диоксины в любых видах сажи, в том числе и пепле сигарет 0,5- * 10- г на 1 кг сажи (пепла).

Диоксиновая опасность вынудила Правительство РФ принять в 1995 г. специальную долгосрочную программу «Защита окружающей природной среды от диоксинов и диоксиноподобных токсикантов», в которой предусматривались не только мероприятия по контрольному мониторингу, но и предложения по предотвращению загрязнения природной среды диоксинами. Последнее является наиболее важным. Следует избегать применения хлоросодержащих материалов в быту, сжигания несортированного мусора, горения уличных свалок и опавших листьев.

Из-за диоксиновой опасности были закрыты многие мусоросжига-тельные заводы в США, Нидерландах и других странах; оставшиеся, _в связи с резким ужесточением требований к их работе, подвергаются модернизации. Согласно имеющимся данным, на переоборудование оставшихся 8 МСЗ в Нидерландах было затрачено более I млрд додд США. На них была введена многоступенчатая система очистки: 1) электрофильтр грубой очистки; 2) испаритель загрязненной воды (разбрызгиватель); 3) электрофильтр тонкой очистки; 4) скруббер водный (1-я ступень); 5) скруббер щелочной (2-я ступень); 6) очиститель сточных вод скрубберов; 7) теплообменник; 8) реактор на активированном угле-9) пылевые фильтры; 10) подогреватель газов перед дожиганием; 11) реактор-дожигатель для подавления образования оксидов азота и дожигания диоксинов.

Переработка ТБО

Расчеты показывают: вывозить содержимое мусорных контейнеров на свалку (полигон) экономически и экологически нецелесообразно. Так, например, существующие полигоны в Подмосковье заполнены более чем на 90%. В этих условиях предпочтительна организация двухступенчатой системы сбора и переработки, при которой отходы везут не на свалку, а на расположенные в черте города мусороперерабатывающие заводы. Там отходы сортируют, измельчают, уплотняют, прессуют, извлекают из них полезные материалы, а остатки направляют на свалки (рис. 9.8).

Многие МПЗ в России пока работают по простой схеме. Из поступающих ТБО и твердых промышленных отходов (ТПО) выделяется металл (магнитная сортировка), остальное после измельчения поступает на компостирование. После увлажнения субстрата (до 45—60% влажности) из него отсортировываются цветные металлы, стекло, песок, камни и другие не компостируемые материалы. Часть из них (остатки резины, пластиков, пленок и т. п.) смешивается с такими же промышленными материалами и подвергается пиролизу с получением газового топлива и пирокарбона (углерода) или вывозится на полигоны.

Проблема мусоропереработки может быть облегчена, если население возьмет на себя обязанность отделять пищевые отходы на стадии сбора ТБО. Тогда работа МПЗ сведется к сортировке составляющих и передаче их на переработку специализированным заводам. Обычно так работают некоторые зарубежные МПЗ.

Подобно мусоросжигательным, мусороперерабатывающие заводы в России мощностью более 40 тыс. т/год отнесены к предприятиям I класса опасности с установлением санитарно-защитной зоны (СЗЗ) не менее 1000 м, а до 40 тыс. т/год — ко II классу (СЗЗ — 500 м), предприятия по компостированию — к III классу (СЗЗ не менее 300 м).

Такая схема имеет ряд преимуществ: существенно снижается пар* мусоровозов, экономятся площади полигонов и продлевается время их функционирования (до 40%), появляется возможность продавать некоторые продукты переработки. Подсчитано, что для города с населением 500 тыс. жителей вполне достаточно мусороперерабатывающего завода производительностью 40—50 тыс. тонн в год.

С каждым годом, как это ни парадоксально, растет ценность ТБО как комплексного сырья. Это становиться понятным, если учесть, что в его составе около 20—40% макулатуры, 2—3% черных и цветных металлов, 25—40% пищевых отходов, 1—5% пластмассы, 4—6% стекла, 4—6% текстиля и др. Поэтому ни по экономическим, ни тем более экологическим соображениям нет смысла подвергать ТБО сжиганию; их следует подвергать глубокой переработке.

Предварительная сортировка мусора позволяет очистить выбросы в атмосферу от многих вредных веществ. Так, фирма «Сорайн чекини» в Риме из 1800 тонн мусора ежедневно выделяет 50 тонн черных металлов, производит 25 т бумажных волокон. В годовом исчислении это означает спасение от вырубки почти полмиллиона деревьев. Там же из пищевых отходов делают гранулированное органическое удобрение, из пластиков — полимерную пленку. В целом около 55% ТБО превращают в товарную продукцию и только оставшуюся часть сжигают.

При производстве бумаги или картона из макулатуры (по сравнению с производством из деловой древесины) выбросы в атмосферу снижаются на 85%, загрязнение воды — до 40%. Одновременно более бережно расходуются природные ресурсы: 1 т макулатуры экономит 4 м³ древесины. Даже в такой богатой лесами стране, как Швеция, сбор бумажного вторсырья достигает 1,9 млн т в год.

Получать алюминий из природного сырья — бокситов — в 10 раз дороже, чем извлекать его из использованных консервных банок. То же самое можно сказать и об олове. Более 100 млн электролампочек с нитями накаливания из вольфрама попадает на свалки, туда же отправляются и сотни тысяч отработавших свинцово-кислотных аккумуляторов. Зарубежные фирмы охотно покупают у российских предприятий стеклобой, а в тысячах наших городов и поселков миллионы бутылок валяются на свалках. Из 1 тонны изношенной резины можно получить примерно 600 кг нефти, 300 кг сажи и 100 кг попутного газа.