Апр 13 2002

Экологические аспекты захоронения твёрдых бытовых отходов

Опубликовано в 13:41 в категории Сбор и утилизация отходов

Экологические аспекты захоронения твёрдых бытовых отходов

П.И. Копач

Институт проблем природопользования

и экологии НАН Украины, г. Днепропетровск

:17.5pt\’>

Проблема отходов существовала всегда. С развитием общества росло количество его отходов. Сейчас на одного жителя в среднем приходится 200-300 кг/год, при этом количество ТБО ежегодно увеличивается на 3-5 %. Основным способом обезвреживания ТБО в Украине является их складирование на стихийных свалках и захоронение на специальных полигонах. При этом возникают следующие экологические проблемы:

– проблема отчуждения земель, которая частично решается путём использования для захоронения неудобий, нарушенных горными работами земель – карьеров, отвалов и т.п.;

– проблема фильтрационных вод, которая на современных полигонах ТБО решается путём создания противофильтрационных и дренажных сооружений;

– проблема, связанная с распространением болезнетворных микроорганизмов, решаемая путём строгого соблюдения нормативов;

– проблема воздействия на атмосферу свалочных газов.

Из перечисленных экологических проблем решение первых трёх регулируется действующими экологическими и санитарно-эпидемиоло-гическими нормативами, чего нельзя сказать о проблеме воздействия на атмосферу свалочных газов. Свалочные газы состоят из 55 % метана, 45% углекислого газа. Будучи инертным, в приземных слоях атмосферы, метан считается нереакционноспособным углеводородом, поэтому экологические нормативы, ограничивающие его выбросы в атмосферу, отсутствуют. Обычно общие концентрации углеводородов в атмосфере приводились за вычетом метана. Но в последние десятилетия стало известно, что эмиссия свалочного газа способствует усилению парникового эффекта. Единица массы метана в 21 раз сильнее усиливает парниковый эффект, чем единица массы углекислого газа. Парниковый эффект явля-

ется одним из важнейших механизмов обеспечения жизни на нашей планете. За счёт парникового эффекта обеспечивается оптимальный температурный режим. Без него температура воздуха на поверхности Земли была бы равна – 18° С. Природный парниковый эффект подогревает атмосферу на 33° С, за счет чего на Земле существует вода в жидком виде, а, следовательно, и жизнь в современном ее проявлении. Однако в настоящее время парниковый эффект стал проблемой из-за чрезмерных антропогенных выбросов, в результате чего наблюдается глобальное потепление климата. Кроме того, метан участвует в процессе наблюдаемого уточнения озонового слоя. Темпы деградации стратосферного озонового экрана увеличиваются, и сейчас он в целом по планете стал тоньше на 3-5 %. Над Австрией, Центральной Россией, Украиной и в некоторых других местах его толщина уменьшилась на 30 %. Количество озоновых аномалий, наблюдаемых в течение года над Европой, возросло с 4 до 41.

В свалках метан находится в свободном и сорбированном состояниях. В общем случае образование метана происходит при отсутствии доступа кислорода за счет деятельности анаэробных бактерий, и зона образования метана обусловлена условиями существования этих бактерий. Наиболее активная жизнедеятельность анаэробных микроорганизмов происходит при температуре 25-45° С. Образование метана может начаться при засыпке органики воздухонепроницаемым слоем глины мощностью 0,5-1,0м. В геологических процессах погружением пород на большие глубины, анаэробные реакции замещаются термокаталитическими при которых вместо метана образуются жидкие углеводороды.

Плотность метана по воздуху 0,555 кг/м3, что обеспечивает его интенсивную миграцию в верхние слои атмосферы. Среднее время пребывания метана в атмосфере составляет 4-7 лет. Ускорение реакций окисления в верхних слоях атмосферы может происходить за счет сильных оксидантов (озон, пероксиды или атомарный кислород), которые образуются в ходе многих фотохимических реакций. Солнечный свет с длиной волн в диапазоне 290-700 п.м. является фотохимически эффективным. Под воздействием поглощенного ультрафиолетового излучения метан в возбужденном состоянии реагирует с молекулярным кислородом атмосферы с образованием атомарного кислорода и метанола (метилового спирта) – сильного яда, действующего на нервную и сосудистую системы.

Международная научная и экологическая общественность серьезно обеспокоена данной проблемой. В 1992 году в штаб-квартире ООН в Нью-Йорке принята Конвенция ООН по вопросам изменения климата. Украина ратифицировала Конвенцию 29 октября 1996 г. Целью Конвенции является стабилизация концентрации парниковых газов в атмосфере на уровне, который предотвратил бы угрозу опасного их влияния на климатическую систему. По международным оценкам для стабилизации концентрации парниковых газов на существующем уровне необходимо сократить выбросы углекислого газа более чем на 60 %, метана – 20 %, закиси азота на 80 %. Страны, которые подписали Конвенцию ООН и последующий Киотский протокол (1997 г.), взяли на себя обязательства снизить общие выбросы парниковых газов не менее чем на 5 % ниже от уровня 1990 г. Согласно Киотского протокола страны-участники имеют возможность передавать \’\'единицы сокращения выбросов\’\', продавать \’\'разрешения на выбросы\’\’ в рамках международной торговли выбросами.

Обязательства Украины, как Стороны Конвенции, включают инвентаризацию антропогенных выбросов парниковых газов, разработку мероприятий по стабилизации антропогенного влияния на изменение климата, прогноз выбросов парниковых газов, оценку уязвимости и адаптации экологических и экономических систем к новым глобальным условиям. Лимит выбросов парниковых газов для Украины определен в следующих размерах: углекислый газ – 645,3 млн.т, метан – 9,45 млн.т, закись азота – 20 тыс.т.

Свалки и полигоны ТБО Украины вносят существенный вклад в глобальное загрязнение парниковыми газами, следовательно, данный фактор рано или поздно необходимо будет учесть при выполнении Украиной своих международных обязательств. Если принять, что на полигонах будет заскладировано 50 % отходов городского населения Украины, то в атмосферу будет выбрасываться более 340 млн.т метана, что в 36 раз превышает установленные межгосударственные лимиты. О серьёзности проблемы выбросов метана от полигонов можно судить, сравнивая их с выбросами метана при шахтной добыче угля. Ежегодно в атмосферу горных выработок шахт из угольных пластов, вмещающих горных пород и добытого угля выделяется около 5?109 м3 или 3,6 млн.т метана, который имеет два источника: дегазационные скважины и вентиляционные выбросы. Дегазация применяется для обеспечения допустимых концентраций метана в шахтных выработках. В Донбассе сверхкатегорийные по метану шахты составляют 65 %. При существующем техническом уровне систем дегазации угольных шахт концентрация метана в каптируемой смеси, как правило, невысока. Основное количество метана (более 80 %) добывается с концентрацией 15-55 % (в среднем 25 %). Шахтные вентиляционные выбросы содержат 0,2-0,8 % метана. Это затрудняет его использование в качестве бытового топлива без увеличения его концентрации.

В сравнении с шахтным метаном, метан полигонов ТБО является более доступным для использования из-за высокой его концентрации (55% против 25 %), меньшей глубине залегания (10-25 м против 1000-3000 м), возможности предварительного обустройства системы сбора и отвода метана из массива ТБО. Преимуществом метана свалочных газов является стабильность его поступления, тогда как использованию шахтного метана препятствует нестабильность во времени его концентрации и дебита. Даже близлежащие посёлки и города не используют шахтный или свалочный метан для энергетических целей. Причиной этого являются в первую очередь жесткие требования правил безопасности газовой промышленности, слабая заинтересованность местных властей, недостаточное нормативно-правовое урегулирование данного вопроса и др.

Таким образом, и на полигонах и в угольных шахтах выделяющихся в огромных количествах метан выбрасывался и ещё долго будет (если ничего не предпринимать) выбрасываться в атмосферу. Это ценное топливо и сырьё для химической промышленности бесполезно теряется в атмосфере, нанося огромный вред природной среде, чего нельзя допускать в соответствии с современными экологическими требованиями, требованиями комплексного использования природных ресурсов. Следовательно, решение проблемы метана при захоронении твёрдых бытовых отходов на полигонах, возможно только путем его эффективного использования как одного из видов энергетических ресурсов.

Таким образом, проблема метана – это проблема, которую нужно решать не только с экономических позиций целесообразности его использования, но и с точки зрения выполнения Украиной своих международных обязательств по участию в решении глобальных экологических проблем. Риск глобального потепления делает широкое применение в будущем способа захоронения ТБО на полигонах без эффективного решения проблемы метана проблематичным.

Нет пока ответов

Комментарии закрыты.