Общие вопросы обращения с отходами в России (Чихарин)

Общие вопросы обращения с отходами в России
автор Виталий Чихарин

Дата создания: апрель 2006 года, опубл.: 12 мая 2006 года (журнальный вариант). • в сильно изменённом редакторском варианте опубликована в интернет-журнале «Русский журнал» под названием «Мир отходов»

Каждое живое существо на Земле производит обмен веществ — забирает одни соединения и элементы из окружающей среды, преобразует их внутри организма, часть расходует на строительство собственного тела и поддержание жизнедеятельности, а то, что непригодно к дальнейшему употреблению выбрасывает наружу. От простейшей одноклеточной бактерии до венца эволюции — человека принципиальная схема одинакова.

Человек начал «вторую эволюцию» — созданные им сложные социальные и технические системы во многом ведут себя подобно живым существам, в том числе им свойственен «обмен веществ». Если бы было возможно установить над большим городом видеокамеру в тот момент, когда он был заложен, в течение сотен лет вести замедленную съёмку, а потом прокрутить плёнку с нормальной скоростью, мы бы могли увидеть караваны, автоколонны, суда, железнодорожные составы, везущие припасы, необходимые для развития и поддержания существования города, а также то, что в течение многих лет он исторгает из себя.

В науке о защите окружающей среды принято делить материальные «отбросы» человеческой жизнедеятельности на три вида — по количеству оболочек, в которые они исторгаются. В атмосферу попадают выбросы, в гидросферу (реки, озёра) — сбросы, и, наконец, в (или на) литосфере оказываются отходы (которые сами по себе могут быть твёрдыми, жидкими, пастообразными и т. п.)

В этой статье речь пойдёт об отходах — но не обо всех, а о некоторой их части, о тех, которые принято называть бытовыми, коммунальными отходами. Такие отходы образуются от жизнедеятельности людей и непроизводственных организаций (учреждений, кафе, кинотеатров, вокзалов и т. д. и т. п.)

Этот вид отходов наиболее заметен для основной массы людей — гораздо более опасные отходы могут образовываться промышленными предприятиями, но обычный человек с ними редко сталкивается.

Для большей части из нас мусор как бы исчезает в тот момент, когда мы опорожняем мусорное ведро в установленный во дворе дома контейнер или в мусоропровод. Однако в отличие от выбросов и сбросов отходы не могут сами собой растворится, смешаться и обезвредиться в природе (конечно, и с выбросами и сбросами такое происходит только если их количество достаточно мало). Во всех крупных городах мира, и Россия тут не исключение, система сбора и транспортировки бытовых отходов построена примерно одним и тем же образом. Попавшие в контейнер отходы (образованные жильцами дома или небольшими организациями) вывозятся по графику, учитывающему объём контейнеров и санитарные требования, на станции перегрузки автомобилями относительно небольшой ёмкости.

На станции перегрузки иногда может производится сортировка отходов, но чаще они просто прессуются и затем грузятся на машины значительно большей ёмкости, которые и перевозят твёрдые бытовые отходы (ТБО) к местам их утилизации (что из себя представляет эта «утилизация», мы поговорим ниже). Преимущества такой схемы очевидны каждому, даже не специалисту в области грузоперевозок. Малые машины совершают большое количество коротких челночных поездок, успевая вывезти все контейнеры в районе, а большие мусоровозы (например, на базе МАЗ МЗКТ) везут на большие расстояния гораздо больший объём (учитывая прессование — как пять или более малых машин). Экономится бензин и ресурс машин, снижаются и другие затраты.

Всё, написанное выше, можно рассматривать как вступление к основным интересующим нас вопросам — из которых первый та самая упомянутая уже утилизация отходов. Время от времени мы сталкиваемся, например, с протестами против строительства мусоросжигательных заводов (http://www.annews.ru/modules.php?name=News&file=article&sid=31340 — Калининград, http://www.kadis.ru/daily/index.html?id=23118 — Санкт-Петербург, http://scripts.online.ru/misc/newsreg/00/02/14_737.htm — Москва). Никого не радует и видов грязных, распространяющих зловоние свалок (правильно — полигоны ТБО) вблизи больших городов. Что вообще можно делать с отходами?

Можно выделить три основных направления:

• захоронение;
• сжигание;
• переработка.

Все три способа утилизации имеют свои минусы и плюсы.

Самый старый и известный — захоронение, проще говоря, отходы вывозятся и сваливаются на отведённый участок местности. Конечно, современные высоконагруженные полигоны ТБО это не просто кусок поля или леса — они должны быть оборудованы в соответствии с санитарными, пожарными, экологическими и строительными правилами и нормами, в частности, иметь водонепроницаемую подложку (чтобы образующиеся — например, в результате инфильтрации атмосферных осадков — загрязнённые жидкости не попадали ни в почву, ни в подземные воды); обваловку, защищающую от ветрового уноса. Отходы тромбуются и высыпаются слоями, которые пересыпаются слоями инертного грунта. Тем не менее, строительство и содержание полигона намного проще и дешевле, чем устройство мусоросжигательного завода (МСЗ) или мусороперерабатывающего завода (МПЗ). В этом состоят, пожалуй, главные плюсы хранения отходов на полигоне. Минусов же довольно много:

• занимаются большие земельные площади (кроме собственно полигона следует учесть и окружающую его санитарно-защитную зону). В наше время земля вблизи больших городов дорога, да и расходовать её есть смысл на более чистые цели; а строительство полигона на большом удалении экономически нецелесообразно;
• при данном способе практически не извлекаются полезные компоненты отходов (то есть собственно утилизации — получения из отходов чего-то полезного почти не происходит) — то, на что потрачено немало материалов, труда и энергии просто закапывается в землю (я пишу «практически» потому что на больших полигонах можно, например, добывать образующийся при гниении биогаз, его может хватить на обогрев близлежащих домов, или для нужд небольшого рядом расположенного предприятия);
• трудности с рекультивацией территории. Любой, самый сверхвысоконагруженный полигон рано или поздно исчерпает свою ёмкость. После этого он должен быть засыпан землёй, на поверхности высажены деревья… но эта территория ещё очень и очень долгое время не будет пригоден практически ни для каких полезных применений. В толщах отходов происходят анаэробные (то есть без доступа воздуха) процессы — а они очень длительны. Таким образом, не только в период функционирования, но и после его окончания полигон ТБО занимает значительные земельные площади.

Сжигание отходов требует значительных капиталовложений. Теоретически, отходы могут рассматриваться как топливо, а МСЗ, соответственно, как теплостанции… На практике дело обстоит не так хорошо.

• Во-первых, теплотворная способность отходов, не подвергавшихся разделению, очень низка — проще говоря, они могут вообще не гореть на воздухе (это зависит от содержании в ТБО негорючих фракций и изменяющейся в связи с погодными условиями влажностью) — для полного сжигания может потребоваться дополнительная сушка, использование настоящих топлив, применение обогащённой кислородом газовой смеси в качестве окислителя (вместо воздуха).
• Во-вторых, отходящие дымовые газы МСЗ содержат значительное количество вредных примесей, как твёрдых, так и газо- или парообразных. Например, современные отходы могут включать значительное количество хлорсодержащей органики, при сжигании которой образуется такое вещество как диоксин, относящийся к суперэкотоксикантам, т. е. сверхотксичным веществам. В связи с этим требуется тщательная многоступенчатая очистка отходящих газов, а также применение особо высоких температур, чтобы исключить неполное сгорание отходов (при полном сгорании образуются менее токсичные вещества).
• Наконец, сжигание всё равно не избавляет от проблемы отходов — оставшийся в топках негорючий шлак, уловленная в очистных установках зола составляют до 10% по объёму и 30% по массе первоначального количества ТБО «въехавшего» в ворота МСЗ. Этот шлак и золу всё равно надо куда-то девать. Часто просто на свалку, хотя возможно использование шлака как наполнителя для шлакоблоков и т. п.
• Таким образом, в минусах МСЗ высокая стоимость оборудования, гораздо боле сложная, по сравнению с обычными теплостанциями, технология сжигания и очистки газов, плохое извлечение полезных компонентов. Даже с учётом разного рода ухищрений (предварительная сортировка, полезное использование образующегося тепла и шлака) МСЗ редко являются прибыльными предприятиями. Тем не менее, несмотря на все недостатки, в мире функционирует более тысячи МСЗ — хотя в последнее время наблюдается некоторая тенденция к сокращению их числа.

Наконец, последний, самый любимый экологическими организациями типа Greenpeace (Гринпис) способ утилизации ТБО — их переработка. Представители таких организаций часто видят злую волю промышленников и правительства в том, что вместо технологий переработки выбирается строительство МСЗ или полигона ТБО. К сожалению, МПЗ совсем не такая панацея, как представляется некоторым недостаточно технически грамотным активистам экологических организаций.

Наиболее распространённым способом переработки отходов является их аэробное компостирование (как правило, с предварительным извлечением наиболее ценных и в то же время легко извлекаемых компонентов, таких, как цветные и чёрные металлы, а также некомпостируемых фракций). Исходя из названия метода можно понять его сущность. С компостированием сталкивались многие на садовых участках. Компостная яма — миниатюрный простейший мусороперерабатывающий завод. На входе разного рода пищевые отходы, на выходе — отличное удобрение. Конечно, в промышленных условиях невозможно ждать год или два, пока «созреет» компост. Промышленный компостер представляет собой огромную (длиной около сорока и диаметром около четырёх метров) медленно вращающуюся трубу, установленную под небольшим наклоном. В один конец трубы добавляются свежие ТБО. В трубе уже созданы благоприятные условия для компостирования — под влиянием активных аэробных бактерий отходы разогреваются (что убивает разного рода возбудителей инфекций), затем начинают перерабатываться в компост. Наклон и вращение трубы способствуют пересыпанию мусора от одного края до другого. В самых скоростных компостерах процесс длится около двух суток. За это время бактерии и механическое истирание при вращении превращают исходное «сырьё» в совершенно не похожий на него по внешнему виду и свойствам компост. Раз в сутки извлекается готовый продукт и засыпается новая порция отходов.

Казалось бы, замечательный способ, но «гладко было на бумаге». Затраты на строительство и эксплуатацию МПЗ не намного отличаются от таковых у МСЗ. Но не это главная проблема — основной вопрос что делать с компостом? Дело в том, что состав ТБО очень неоднороден, в нём могут встречаться различные вредные вещества. Люминесцентная лампа, градусник или другой ртутьсодержащий прибор — и вот уже целая партия компоста загрязнена очень токсичной, как и все тяжёлые металлы, ртутью. Такому компосту путь только на свалку. Выброшенная батарейка «обогатит» компост кадмием и т. п. Но даже прошедший проверку компост МПЗ не пользуется большим спросом — руководители с/х предприятий не стремятся выращивать, а потребители — есть продукцию, выращенную на том, что совсем недавно было содержимым мусорного контейнера. К тому же не стоит забывать и про большие количества принципиально некомпостируемых фракций, которые приходится перерабатывать иными способами (например, пиролитическим, о котором, за недостатком места, я здесь не пишу) или отправлять на захоронение или сжигание. Таким образом, МПЗ — отнюдь не панацея для «проблемы отходов».

Как видно из вышеизложенного, все три принципиально разные технологии утилизации ТБО имеют значительное количество недостатков и весьма далеки от совершенства. Во всём мире, и в нашей стране в том числе, применяется каждый из методов. Например, в одном из двух крупнейших городов России — Санкт-Петербурге — нет ни одного мусоросжигательного завода, зато целых два мусороперерабатывающих (один из них — первый в СССР и до сих пор носит приставку «Опытный»). Зато в столице есть несколько МСЗ Разные страны мира избрали разную политику в этой области — что и неудивительно — пока одна из технологий не станет безусловным лидером подобная ситуация неизбежна.

Теперь стоит поговорить о методах повышения эффективности утилизации отходов. Тут есть два очевидных даже для непрофессионала направления. Первый — совершенствование технологий сжигания и переработки отходов (предварительная подготовка и селекция отходов, анаэробное компостирование и т. д. и т. п.) Второй — селективный сбор в местах образования.

Хотелось бы подробнее остановиться на втором пути. Необходимость селективного сбора отходов признаётся многими и вопрос этот поднимается на любом обсуждении, посвящённом проблеме обращения с ТБО. Действительно, одной из основных проблем, мешающих эффективной переработке отходов является сильная неоднородность состава ТБО. Эффективно разделять ТБО на более-менее однородные по составу фракции технически очень сложно и экономически нерентабельно (за малыми исключениями такими, как отбор чёрных металлов). Селекция непосредственно в местах образования могла бы значительно повысить эффективность переработки и возвращать в оборот ценные компоненты отходов. По крайней мере, селективный сбор особо токсичных компонентов ТБО (главным образом, люминесцентных лам и отработанных источников питания — гальванических элементов и аккумуляторов) мог бы значительно снизить токсичность компоста. Полезным был бы селективный сбор стекла, пластика и картона/макулатуры.

К сожалению, раздельный сбор отходов встречает значительные трудности. Во-первых, для его внедрения требуется повышение общей культуры — сортировать мусор по видам ещё во время образования всё же требует некоторых усилий (здесь интересно вспомнить памятный многим опыт по селективному сбору пищевых отходов во времена СССР — многие помнят ёмкости для сбора, стоящие на лестничных клетках — в пищевых отходах, предназначенных для передачи на свинофермы, часто оказывалось стекло и другие опасные для животных фракции). Во-вторых, необходимо значительное увеличение контейнерного парка, а в домах, оборудованных мусоропроводом оборудование дополнительных контейнерных площадок. Во-вторых, мало селективно собрать — нужен ещё и селективный вывоз. Для этого требуется пойти на значительные траты по закупке дополнительного автотранспорта. Наконец, и это самое главное, нужна целенаправленная государственная политика в этой области. Защита окружающей среды вообще и обращение с отходами в частности — та область, в которой невозможно обойтись одними рыночными механизмами, обязательно нужно государственное регулирование.

Есть ещё одно направление, о котором мало говорят — а между тем оно имеет важнейшее значение. Если мы рассмотрим нормативы образования отходов за последние несколько десятилетий, то обнаружим, что средняя масса отходов, образуемая городским жителем, растёт не слишком быстро, в то время как объём значительно увеличивается (соответственно, средняя плотность отходов уменьшается). В чём тут дело? Частично в переходе к новым, лёгким, конструкционным материалам (пластикам). Частично в увеличении количества полуфабрикатов и, соответственно, в уменьшении пищевых отходов. Но значительную роль здесь играет рост содержания упаковки и одноразовых изделий в общем количестве отходов. Тому виной маркетинговые причины (яркая и объёмная упаковка стимулирует спрос, быстрый оборот изделий с малым сроком службы более выгоден для производителя и торговых сетей). Противодействовать этой тенденции можно только законодательным путём (не обязательно путём прямых запретов, как запрещены в некоторых странах картриджи для принтеров, не допускающие перезарядку, но и путём стимулирования производителей, уделяющих внимание защите окружающей среды в приложении к своей продукции). К сожалению, ограниченный объём статьи не позволяет мне полностью раскрыть эту интересную тему.

Подводя итоги, замечу, что тема обращения с отходами (даже более узкая тема обращения с ТБО, которую я затронул в этой статье) весьма обширна и сложна. Хочется верить, что мне удалось хотя бы пунктиром очертить самые важные проблемы, существующие в этой области.