Екологічні проблеми промислових та побутових відходів - Экология - Скачать бесплатно
Міністерство освіти та наук України
Національний гірничий університет
Кафедра екології
РЕФЕРАТ
по предмету: Основи екології
на тему: «Екологічні проблеми промислових
та побутових відходів»
Виконав: студент групи
ГІ-00-3 Яновський А.В.
Перевірив: доц. Бескровний В.І.
Підпис________Дата__________
Дніпропетровськ
2004
Зміст:
|Зміст. |2 |
|Вступ. |3 |
|1. Побутові та промислові відходи. |4 |
|1.1 Склад, властивості та об’єм твердих побутових відходів |4 |
|1.2 Характеристика твердих промислових відходів |8 |
|Перелік використаної літератури. |10 |
Вступ
До найактуальніших проблем сьогодення, що торкаються кожного жителя
планети й від яких залежить майбутнє людства, слід віднести проблеми
екологічні. Викликані недалекоглядним, нерозумним, необґрунтованим
ставленням людини до природи, вони виникли не сьогодні й не вчора. Як
свідчать стародавні літописи, ще близько 4 тис. років тому вавілонський цар
Хаммурапі, а пізніше — китайські й монгольські імператори та європейські
монархи вже дбали про збереження природи й видавали накази про охорону
лісів, трав'яного покриву степів, водних джерел. Українська козацька
старшина, незважаючи на надзвичайне багатство нашої природи тих часів, теж
уболівала за збереження довкілля й видала ряд наказів і документів про
охорону придніпровських лісів і лук, заборону спалювання лісів,
браконьєрства, хижацького винищення звірів та риби.
Першу глобальну екологічну кризу людство пережило ще в неоліті. У природі
споконвіку мала місце взаємодія багатьох видів, які займали свою екологічну
нішу. Коли якийсь вид стає монополістом, він швидко вичерпує ресурси своєї
ніші й якщо не знайде нову екологічну нішу, його чекає екологічна криза та
деградація. На початку неоліту людство винайшло лук, спис та інші знаряддя
вбивства й дуже швидко, можливо, за кілька тисячоліть знищило мамонтів і
решту великих тварин (свою основну їжу) майже на всій планеті й стало видом-
монополістом. Так настала перша екологічна криза. Але людство в неоліті
винайшло землеробство й скотарство і цим створило собі нову екологічну
нішу. Відбулася неолітична революція свідомості й буття людства. На думку
М. Моісєєва, під час неолітичної революції чисельність населення земної
кулі скоротилася у вісім-десять разів, і після цього історія пішла новим
шляхом — шляхом швидкого розвитку сільського господарства, тваринництва,
далі — використання мінеральних і енергетичних ресурсів літосфери, розвитку
промисловості.
Кінець XX ст. знаменується розвитком другої глобальної екологічної кризи,
коли завдяки зростанню народонаселення та його активній виробничій
діяльності в умовах надзвичайно низької екологічної свідомості практично
вичерпані природні ресурси та можливості біосфери самовідновлюватися й
самоочищатися.
Із розвитком цивілізації та науково-технічного прогресу, бурхливим
зростанням кількості населення на Землі, обсягів виробництва та його
відходів проблеми стосунків між природою та суспільством дедалі
загострюються. Наприкінці XIX ст. екологічну кризу, що наближалася,
передбачали лише окремі фахівці, а в 60—70-х роках XX ст. про критичний
стан природи багатьох регіонів Європи, Північної Америки, Японії дізналися
в усьому світі. Страшною дійсністю стали голод, отруєні річки та моря,
задушливе шкідливе повітря у великих промислових центрах, загублені ліси,
сотні зниклих видів тварин і рослин, загроза кліматичних аномалій, ерозія
та майже повсюдне повне виснаження ґрунтів у аграрних районах. Такі
екологічні катастрофи, як вибух на ЧАЕС, аварія танкера компанії Ексон-
Вальдіс, пожежа нафтових свердловин у Перській затоці, свідчать, що
забруднення довкілля нині не має меж.
Екологічна криза грізно нависла над усім світом, вона вже «схопила нас за
горло». Спричинений економічними, політичними помилками та серйозними
екологічними прорахунками теперішній стан природного середовища України
оцінюється фахівцями як критичний, коли вже неможливі його самовідновлення
й самоочищення: відбуваються активна деградація й небезпечне знищення
останніх природних ресурсів. Найавторитетніші вчені США, Японії, Росії,
України в результаті поглибленого аналізу, ретельних досліджень і
моделювання сучасних природних процесів, які розвиваються в біосфері,
дійшли висновку, що вже в наступному столітті наша Земля може обернутися на
безлюдну пустелю, а ресурсів біосфери вистачить усього на кілька
десятиліть.
В Україні загинули сотні малих річок, деградують Чорне та Азовське моря,
спотворений забрудненими водосховищами Дніпро, винищена значна частина
лісів Карпат, еродована більш як половина хлібної ниви, задихаються від
промислових і автомобільних викидів усі великі міста й обласні центри.
Але найстрашнішим злом для навколишнього середовища є забруднення
людської свідомості хибними, злочинними ідеями. Суспільства, яким було
притаманне хижацьке
ставлення до природи, які пропагували зверхність одних націй, класів чи
інших груп людей над іншими, як свідчить історія, неодмінно гинули. Трагізм
нашого часу полягає в тому, що нині такі хибні ідеї та пов'язана з ними
діяльність тією чи іншою мірою торкаються всієї Землі, всієї природи, долі
всіх країн і націй.
Наше покоління практично в усіх куточках планети безсоромно грабує в
коморах природи те, що належить дітям і онукам. Ліквідація глобальної
екологічної кризи є на сьогодні найважливішим завданням людства. Для його
вирішення перш за все необхідні зміна екологічної стратегії й тактики,
всієї економічної моделі, організація всебічної екологічної освіти,
виховання екологічної свідомості всього населення Землі.
1. БЫТОВЫЕ И ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ОТХОДЫ.
Производственная и бытовая деятельность человека неминуемо связана с
образованием твердых отходов. Если газообразные и жидкие отходы
сравнительно быстро поглощаются природной средой, то ассимиляция твердых
отходов длится десятки и сотни лет. Места складирования отходов занимают
громадные территории. Ежегодно в Украине складируется до 1,5 млрд т твердых
отходов. Всего в стране их скопилось до 30 млрд т. Свалки отходов занимают
более 150 тыс. га. В связи с низким уровнем технологических процессов объем
образования промышленных отходов в Украине в 6,5 раза выше, чем в США, и в
3,2 раза выше, чем с странах ЕЭС.
Проблема отходов — это проблема больших городов, и чем больше город,
тем эта проблема острее.
Отходы — неиспользуемые для производства данной продукции отдельные
компоненты сырья или возникающие в ходе технологических процессов вещества
и энергия, не подвергающиеся утилизации в данном производстве. Отходы
одного производства могут служить сырьем для другого.
Твердые бытовые отходы (ТБО) — непригодные для дальнейшего
использования пищевые продукты и предметы быта, выбрасываемые человеком.
Утилизация — употребление с пользой.
Реутилизация (рецикл) — получение из использованной готовой продукции
путем ее переработки новой продукции того же или близкого ей типа
(например, бумаги из макулатуры, металла из металлолома и др.).
Использование ТБО в качестве исходного продукта для другого производства
также является одним из видов реутилизации.
Вторичные материальные ресурсы (ВМР) — совокупность всех видов отходов,
которые могут быть использованы в качестве основного и вспомогательного
сырья для выпуска новой продукции. Реальные вторичные материальные ресурсы
— это те, для которых созданы эффективные методы и мощности для переработки
и обеспечен рынок сбыта. Потенциальные ВМР — все виды вторичных ресурсов,
не вошедших в группу реальных.
Фильтрат — жидкая составляющая ТБО, сильно загрязненная. Классификация
отходов. Отходы подразделяются на:
бытовые (коммунальные) — твердые и жидкие отходы, не утилизируемые в быту,
образующиеся в результате жизнедеятельности людей и амортизации предметов
быта;
промышленные — остатки сырья, материалов, полуфабрикатов,
образовавшиеся при производстве продукции или выполнении работ и утратившие
полностью или частично исходные потребительские свойства;
сельскохозяйственные — отходы, образующиеся в ходе сельскохозяйственного
производства;
строительные — отходы, образующиеся в процессе строительства зданий,
сооружений (в том числе дорог и других коммуникаций) и производстве
строительных материалов;
потребления — изделия и машины, утратившие свои потребительские свойства в
результате физического или морального износа;
радиоактивные — неиспользуемые прямые и косвенные радиоактивные вещества и
материалы, образующиеся при работе ядерных реакторов при производстве и
применении радиоактивных изотопов.
Отходы промышленного и сельскохозяйственного производства называются
также производственными отходами. Они могут быть токсичными и нетоксичными.
Токсичные — отходы, способные вызывать отравление или иное поражение
живых существ.
1.1. Состав, свойства и объем твердых бытовых отходов.
Морфологический состав. В состав ТБО входят следующие компоненты:
бумага, картон 20—30%, пищевые отходы 28—45%, дерево 1,5—4%, металл черный
1,5—4,5%, металл цветной 0,2—0,3%, текстиль 4—7%, кости 0,5—2%, стекло
3—8%, кожа, резина, обувь 1—4%, камни, фаянс 1—3%, пластмасса 1,5—5%, смет
( 15 мм) 7—18%, прочее 1—3%.
Процентные соотношения морфологического состава ТБО весьма условны, так
как на соотношение составляющих оказывают влияние степень благоустройства
жилого фонда, сезоны года, климатические и другие условия. В составе ТБО
постоянно увеличивается содержание бумаги, пластмасс, фольги, различного
рода банок, полиэтиленовых пленок и других упаковок. Особенно велики
сезонные колебания пищевых отходов — с 28% весной до 45% и более летом и
осенью.
В состав пищевых отходов входят картофельные очистки, отходы овощей,
фруктов, хлеба и хлебопродуктов, мясные и рыбные отходы, яичная скорлупа и
др. Они содержат крахмал, жиры, белки, углеводы, клетчатку, витамины.
Влажность пищевых отходов колеблется от 60—70% весной до 80—85% летом и
осенью. Влажность пищевых отходов ресторанов, столовых и других предприятий
питания достигает 95%. Балластные примеси пищевых отходов представлены
костями, боем стекла и фаянса, металлическими крышками и банками.
В целях сохранности и возможности использования пищевых отходов их
следует хранить летом при 1 > 6—7° С не более 10 часов, зимой при той же
температуре до 30 часов.
Емкости для хранения пищевых отходов необходимо мыть 2% раствором
кальцинированной соды или раствором хлорной извести, содержащей 2%
активного хлора, и затем полоскать чистой водой.
Фракционный состав. Основная масса ТБО представлена фракциями до 150 мм
(80—90%) и только менее 2% (балластные примеси) представлены фракциями
более 350 мм.
В табл. 1 приведены усредненные данные по фракционному составу ТБО
крупного города.
Как видно из приведенных в табл.1 данных, фракционный и морфологический
состав ТБО взаимосвязан: чем больше в ТБО пищевых отходов, имеющих в
основном размеры менее 50 мм, тем больше в их составе мелких фракций и
наоборот, при увеличении в составе ТБО различных упаковок (картон, дерево,
пластмасса, бутыли и др.), имеющих размеры более 150 мм, значительную долю
в массе отходов будут составлять крупные фракции. В различные сезоны года
фракционный состав меняется.
Таблица 1. Содержание составляющих ТБО по фракциям, % от общей массы
|Наименование|Величина фракций, мм |
|составляющих| |
|ТБО | |
| |350-25|250—15|150-10|100-50|менее |
| |0 |0 |0 | |50 |
|Бумага |3-8 |9-11 |9-11 |7-9 |2-8 |
|Пищевые |— |0—1 |2-10 |7—13 |17-22 |
|отходы | | | | | |
|Металл |— |0-1 |0,5-1 |0,8—1,|0,3-0,|
| | | | |6 |5 |
|Дерево |0,5-1 |0—0,5 |0-0,5 |0,5—1 |0-0,5 |
|Текстиль |0,2-1,|1-1,5 |0,5-1 |0,3-1,|0-0,5 |
| |3 | | |8 | |
|Кости |— |— |— |0,3-0,|0,5-0,|
| | | | |5 |9 |
|Стекло |— |0-0,3 |0,3-1 |0,5-1,|0-0,3 |
| | | | |5 | |
|Кожа, резина|— |0-1 |0,5-2 |0,5-1,|0-0,3 |
| | | | |5 | |
|Камни |— |— |0,2-1 |0,5-1,|0,5-2 |
| | | | |5 | |
|Пластмасса |0-0,2 |0,3-0,|0,2-0,|0,2-0,|0,2-0,|
| | |8 |5 |5 |5 |
|Смет и |— |0-0,5 |0-0,5 |0-0,4 |7-11 |
|прочие | | | | | |
|ВСЕГО: |4-10 |11-15 |18-22 |20-30 |30-40 |
Химический состав. Усредненные данные химического состава ТБО по
климатическим зонам приведены в табл. 2. Украина относится к средней
климатической зоне, за исключением Южного берега Крыма, который относится к
южной. Как видно из результатов, приведенных в этой таблице, по содержанию
таких элементов, как азот, фосфор, калий и кальций, ТБО могут быть отнесены
к веществам, из которых можно получать ценные удобрения
Таблица 2. Химический состав ТБО в различных климатических зонах от
сухой массы
|Показатели |Климатические зоны |
| |средняя |южная |
|Органическое вещество |56-72 |56-80 |
|Зольность |28-44 |20-44 |
|Общий азот |0,9-1,9 |1,2-2,7 |
|1 | | |
|Кальций |2-3 |4-5,7 |
|Углерод |30-35 |28-39 |
|Фосфор |0,5-0,8 |0,5-0,8 |
|Общий калий |0,5-1 |0,5-1,1 |
|Влажность (% от общей |40-50 |35-70 |
|массы) | | |
Физические свойства ТБО: плотность, связность и сцепление. Плотность
ТБО городов Украины составляет в среднем 0,19—0,23 т/м3. Плотность ТБО
колеблется в зависимости от благоустройства жилого фонда и сезонов года.
Для благоустроенного жилого фонда плотность ТБО в весенне-летний сезон
составляет 0,18—0,22 т/м3, в осенне-зимний сезон 0,2—0,25 т/м3, для
неблагоустроенного жилого фонда с печным отоплением 0,3—0,6 т/м3. Чем
больше бумаги и различных пластмассовых упаковок, тем меньше плотность ТБО.
С увеличением влажности плотность ТБО повышается. В будущем плотность ТБО
больших городов за счет увеличения количества различных упаковок снизится
до величины, близкой 0,1 т/м3. В крупных городах Европы и Америки плотность
ТБО близка к этому показателю.
Связность и сцепление. Бумага и картон, текстиль и пластмассовые пленки
формируют структуру ТБО и придают им механическую связность. Липкие и
влажные компоненты обеспечивают сцепление. Эти свойства ТБО способствуют
сводообразованию и зависанию на стенках бункеров и прутьях решеток. Так,
через решетку 30x30 см ТБО самостоятельно не проваливаются, и для их
проталкивания требуются дополнительные усилия. На стенках бункеров с углами
65—70° происходит налипание и зависание ТБО. При длительном хранении ТБО
слеживаются, самоуплотняются и теряют сыпучесть.
Компрессионные свойства. Для уменьшения общего объема ТБО при перевозке
и складировании на полигонах важно знать их компрессионные свойства, т.е.
влияние давления на степень уплотнения.
При послойном уплотнении на полигонах при удельном давлении, равном 0,1
МПа, объем рыхлого ТБО, выгруженного из мусоровоза, уменьшается в 3—4 раза.
При прессовании ТБО в мусоровозе при удельном давлении, равном 0,1 МПа,
их объем уменьшается в 1,5—3 раза.
При повышении удельного давления до 0,3—0,5 МПа происходит поломка
различного рода упаковок, прессование бумаги и пленок, начинается
выдавливание влаги. Объем ТБО в зависимости от состава и влажности может
быть уменьшен как минимум в 5 раз от первоначального, полученного при сборе
ТБО в контейнерах. Плотность ТБО при этом может достигать величины, равной
0,8 т/м3 и более.
При повышении удельного давления до 10—20 МПа отжимается 80—90% всей
влаги, содержащейся в ТБО при сборе. При этом объем ТБО снижается еще в
2—2,5 раза, а плотность повышается в 1,3—1,7 раза. Спрессованные таким
образом ТБО на какое-то время стабилизируются, так как содержания влаги в
ТБО недостаточно для активной жизнедеятельности микроорганизмов, а доступ
кислорода из-за высокой плотности затруднен. При дальнейшем повышении
удельного давления до 60 МПа происходит почти полное отжатие влаги, но
объем практически уже не изменяется. Микробиологическая жизнь в таком
материале замедляется.
Абразивные и коррозионные свойства (от лат. abrasu — соскабливание и
corrose — разъедание). Соскабливание трущихся поверхностей происходит за
счет балластных фракций (металл, бой стекла, фаянса, кости и др.). В связи
с этим ТБО обладают абразивностью и могут истирать соприкасающиеся с ними
взаимоперемещающиеся поверхности. При контакте с металлами ТБО оказывают
корродирующее воздействие, что связано с их высокой влажностью, наличием в
фильтрате растворов различных солей и кислой средой (рН=5—6,5).
Теплотехнические свойства. Наличие в ТБО большого количества
органических веществ обуславливает их теплотворную способность.
Удельная теплоемкость основных компонентов ТБО (в Дж/кг • град.)
следующая: вода — 4190; дерево, картон, бумага — 2000—2500; стекло, камни —
800—1000; железо — 400; алюминий — 860.
Теплотворная способность ТБО также зависит от их плотности. Так, при
изменении плотности от 0,2 т/м3 до 0,5 т/м3 теплотворная способность ТБО
снижается с 2000 до 940 ккал/кг.
Санитарно-бактериологические свойства. ТБО содержат большое количество
влажных органических веществ, которые, разлагаясь, выделяют гнилостные
запахи и фильтрат. При высыхании продукты неполного разложения образуют
насыщенную загрязнителями и микроорганизмами (от 300 до 15 млрд на 1 г
сухого вещества) пыль. В результате происходит интенсивное загрязнение
воздуха, почв, поверхностных и грунтовых вод. Разносчиками патогенных
микроорганизмов являются мухи, крысы, птицы, бездомные собаки и кошки.
В среде ТБО наряду с сапрофитными развиваются патогенные бактерии —
носители различных заболеваний. Кроме патогенных микроорганизмов, ТБО
содержат яйца гельминтов (глистов). При складировании ТБО часть патогенных
микроорганизмов погибает уже через несколько дней, тогда как другие их виды
могут существовать в таких условиях в течение нескольких лет. Яйца
гельминтов сохраняют свою жизнестойкость в течение многих лет. С пылью или
фильтратом они выносятся за пределы складирования ТБО и являются
источниками загрязнения вод и почвенного покрова.
Микроорганизмы, обнаруживаемые в ТБО, являются возбудителями гепатита,
туберкулеза, дизентерии, аскаридоза, респираторных, аллергических, кожных и
других заболеваний.
Обеззараживание ТБО осуществляется следующими методами: сжигание
органики на мусоросжигающих заводах, обработка дезинфицирующими растворами,
биологическое обеззараживание в аэробных (компостирование) и в анаэробных
(захоронение на полигонах) условиях, глубокое прессование с полным отжатием
фильтрата, капсулирование измельченного ТБО различными отвердителями.
Биологическое обеззараживание ТБО при захоронении их на полигонах
осуществляется следующим образом. ТБО перекрываются слоем земли, что
прекращает доступ кислорода. В анаэробных условиях (при отсутствии
кислорода) развиваются анаэробные бактерии, разлагающие органические
вещества и убивающие патогенную микрофлору. Процесс разложения органики
очень длителен и требует больших площадей для складирования ТБО. При этом
возможна утилизация органических веществ в виде биогаза, содержащего до
55—60% метана.
Биологическое обеззараживание ТБО при компостировании осуществляется
следующим образом. При наличии влаги и кислорода в среде ТБО развиваются
аэробные бактерии. Сначала развивается группа мезофильных аэробных
бактерий, которые расщепляют некоторые органические соединения. При этом
выделяется энергия, которая разогревает ТБО до 20—35° С. После
первоначального разогрева в среде ТБО начинает активно развиваться группа
термофильных аэробных бактерий, которые способны расщеплять более
устойчивые органические соединения. Выделяющаяся при этом энергия
разогревает ТБО до 60° С и более. Такая температура губительна для
патогенных микроорганизмов (табл.Щ.3).
|
