Экологическое проектирование схемы управления ресурсным потенциалом ТКО для снижения геоэкологического воздействия полигонов на окружающую среду

Введение…………………………………………………………… 5
Глава 1. Воздействие полигонов ТКО на геосферу земли………………. 9
1.1 История обращения с отходами………………………………………… 9
1.2 Влияние полигонов ТКО на компоненты геосреды…………………... 13
1.3 Механико-биологическая обработка отходов…………………………. 36
1.4 Выводы по 1 главе……………………………………………………… 42
Глава 2. Объекты и методы исследования………………………………. 44
2.1 Объекты и методы исследования………………………………………. 44
2.2 Анализ состояния почв и растений на прилегающей территории ТКО…………………………………………………………………………… 45
2.3 Выводы по 2 главе………………………………………………………. 66
Глава 3. Перспективы управления ресурсным потенциалом ТКО………. 67
3.1. Ресурсный потенциал мелкой фракции ТКО…………………………. 67
3.2 Компостирование подготовленной мелкой фракции ТКО…………… 74
3.3 Схема управления ресурсным потенциалом ТКО……………………. 76
3.4 Выводы по 3 главе………………………………………………………. 78
Заключение………………………………………………………….…….…. 79
Список использованных источников…………………………………………………..…
80

Весь текст будет доступен после покупки

Актуальность темы исследования. В России в сфере обращения с твердыми коммунальными отходами (ТКО) захоронение на полигонах и несанкционированных свалках является превалирующим методом. Объекты захоронения ТКО оказывают длительное воздействие на геосферные оболочки за счет образования и выделения биогаза и фильтрата в результате биогеохимических процессов деструкции депонированных отходов. В результате полигоны ТКО, являясь техногенными объектами, развиваются во времени и пространстве как единое целое в совокупности с компонентами прилегающей геосреды, представляя таким образом природно-техногенные системы (Тупицына О.В., Завизион Ю.В.).
В настоящее время в России осуществляется переход на новую систему обращения с отходами, в которой приоритетными направлениями становятся вторичное использование ТКО и внедрение инновационных, ресурсосберегающих и экологически безопасных технологий обработки, обезвреживания и утилизации отходов. Развитие мусороперерабатывающей отрасли в соответствии с принципами экономики замкнутого цикла направлено на уменьшение количества захораниваемых отходов и преобразование их в стабильные формы, что приводит к снижению геоэкологического воздействия полигонов ТКО.
Решение данной задачи требует комплексного подхода, поскольку существующие полигоны продолжают эксплуатироваться, а после достижения своей мощности должны быть рекультивированы, что требует природных ресурсов в виде грунта для изоляции отходов и устройства откосов полигонов.
Кроме того, в ходе эксплуатации полигонов образуются отходы деструкции ТКО (фильтрат, биогаз), проблема утилизации которых до конца не решена. В связи с этим актуальным является управление ресурсным потенциалом ТКО путем использования отходов в качестве сырья для производства материалов, необходимых для нужд полигонов, что отвечает принципам циркулярной экономики и снижает техногенную нагрузку полигонов на компоненты геосреды.
Проблемами геоэкологического воздействия полигонов ТКО, изучением биогеохимических процессов деструкции отходов, очисткой фильтрата и утилизацией биогаза занимаются многие ученые. Большой вклад по данной тематике внесли следующие исследователи: Рудакова Л.В., Слюсарь Н.Н., Глушанкова И.С. Масликов В.И., Шаимова А.М., Грибанова Л.П., Мирный А.Н. и др. Несмотря на значительное количество, проведенных научных исследований в России и за рубежом, дискуссионным вопросом является комплексное использование ресурсного потенциала ТКО для нужд полигона с целью создания схемы возврата отходов и продуктов их деструкции в виде материалов, необходимых для эксплуатации полигонов.
В настоящее время получение техногенного грунта из органической фракции сопряжено с захоронением полезных компонентов, что приводит к потере ресурсов. А существующие технологии утилизации фильтрата приводят к образованию 30-50 % вторичных отходов и не позволяют получать материалы, необходимые для эксплуатации и рекультивации полигонов ТКО.
Цель работы – разработка схемы управления ресурсным потенциалом ТКО для снижения геоэкологического воздействия полигонов путем производства из отходов продуктов, используемых при эксплуатации и рекультивации полигонов ТКО.

Весь текст будет доступен после покупки

Глава 1. Воздействие полигонов ТКО на геосферу земли
1.1 История обращения с отходами

История проблемы твердых коммунальных (бытовых) отходов берет свое начало с появлением первых цивилизаций и циклически следует за развитием производственных сил. В период Средневековья, с урбанизацией и процветанием ремесла и торговли, проблема утилизации отходов стала особенно острой для городских жителей, для которых было нормой выбрасывать мусор в окно [1]. Только в XIV веке в странах Европы были выделены специальные территории за городом для складирования отходов. Постепенно образование свалок приобрело стихийный характер и продолжалось до XIX века, после чего обращение с отходами приняло законодательный характер. Началась разработка санитарных норм и правил по обезвреживанию отходов, стали внедрять новые методы обращения с отходами: сжигание и сортировку. Первый мусоросжигательный завод был построен в Лондоне в 1874 году [2]. Первый мусоросортировочный завод был введен в действие в 1932 году в Голландии, хотя частичное использование твердых отходов началось в конце XVIII века, когда была введена ручная сортировка перед захоронением отходов на свалке в г. Эдинбурге. В СССР была налажена система раздельного сбора мусора и каждый вид собранных отходов имел свое производство [1]. Первые полигоны ТКО с применением специальных инженерных сооружений, выполняющих функции защиты объектов окружающей среды от депонирования отходов, появились в США в 1937 году [3].
Согласно ФЗ № 89, посвященному отходам производства и потребления, твердые коммунальные отходы – это отходы, которые образуются в процессе жизнедеятельности физических лиц в жилых зданиях, а также товары, потерявшие свои потребительские качества в результате их применения в личных и бытовых нуждах физическими лицами в жилых зданиях. Отходы, которые образуются в результате офисной деятельности юридическими лицами, и схожие по качественному составу отходам, образующимся в результате потребления физическими лицами, также относятся к ТКО [4]. За 2016 год средняя норма накопления ТКО по миру составила 0,74 кг/чел.-день. Вариация данного показателя составляет от 0,11 кг/чел.-день (Африка) до 4,54 кг/чел.-день (Северная Америка), что определяется главным образом экономическими факторами страны. Среднее значение нормы накопления отходов в Европе и Центральной Азии составляет 1,8 кг/чел.-день [5]. При этом во всем мире наблюдается тенденция увеличения образования отходов (в среднем на 3,5 % в год) [6]. Объем образованных ТКО на территории городских поселений России в 2018 году составил 275,4 млн м3 (53,9 млн т), что на 0,4 % выше уровня 2017 года [7].
К основным методам обращения с ТКО относятся: сортировка, термическая и механико-биологическая обработка и захоронение на полигонах. В 1 тонне твердых отходов в среднем содержится около 17 % свалочного газа, являющегося энергетическим ресурсом, 41 % компостной массы, 5 % первого этапа отсева грубых фракций и металлолома, 25 % второго этапа отсева (стеклобой, текстиль, дерево, полимеры) [8]. Несмотря на всемирное осознание ценности отходов и возможности их использования в качестве вторичных ресурсов, в России подавляющее большинство ТКО (87 % по данным на 2018 года) отправляется на объекты захоронения. При этом на мусороперерабатывающие заводы поступает 10 % от суммарного объема ТКО, а на обезвреживание – 2,2 %, включая мусоросжигательные заводы [7]. Низкий процент использования ТКО связан с недостаточным развитием данной отрасли: в текущей ситуации по всей России функционирует 243 объекта переработки ТКО, 53 мусоросортировочных комплекса и около 40 мусоросжигательных заводов [9]. Для стран Европейского союза (ЕС) характерна высокая степень использования ТКО. Например, в Бельгии по состоянию на 2009 г. на захоронение приходилось менее 5 %, почти 40 % отправлялось на переработку во вторичные материалы, 23% – на компостирование и 32 % – на сжигание. В Германии на полигоны поступает 1 % ТКО, основная часть отправляется на переработку (48 %) и сжигание (35 %), компостированию подвергается 16 %. В Австрии 32 % ТКО компостируются, 26 % – перерабатывается во вторичное сырье, 38 % – подвергается термической обработке и только 4 % отправляется на захоронение. Выделяются среди стран ЕС Румыния и Болгария, где основным методом управления твердыми отходами остается полигонное захоронение - более 75 % ТКО [10].

Весь текст будет доступен после покупки

1. Орлова А.М. Современные проблемы твердых бытовых отходов // А.М. Орлова, М.Н. Попова. Монография. - М.: МГСУ, 2010. - 216 с.
2. Гарин В.М. Экология для технических вузов: учеб. Пособие / В.М. Гарин, И.А. Кленова, В.И. Колесников. - Ростов-на-Дону: Феникс, 2001.- 384 с.
3. Вайсман Я.И. Управление отходами. Захоронение твердых бытовых отходов: учеб. пособие. / Я.И. Вайсман, В.Н. Коротаев, В.Ю. Петров. - Пермь: Перм. гос. техн. ун-т, 2001. - 133 с.
4. Об отходах производства и потребления: Федеральный закон № 89-ФЗ от 24.06.1998 (ред. от 14.06.2020 с изм. и доп.). - М., 2020.
5. Kaza S. What a Waste 2.0: A global snapshot of solid waste management to 2050. / S. Kaza, L. Yao, P. Bhada-Tata, F. Van Woerden. // Washington: World Bank.- 2018.- 273 p.
6. Ильиных Г.В. Тенденции и закономерности изменения норм накопления, состава и свойств ТБО / Г.В. Ильиных, Ю.В. Завизион, Н.Н. Слюсарь, В.Н. Коротаев // Экология и промышленность России. - 2013.- № 10.- С. 22-25.
7. О состоянии и об охране окружающей среды Российской Федерации в 2023году: государственный доклад [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.mnr.gov.ru/docs/o_sostoyanii_i_ob_okhrane_okruzhayushchey_sr edy_rossiyskoy_federatsii/gosudarstvennyy_doklad_o_sostoyanii_i_ob_okhran e_okruzhayushchey_sredy_rossiyskoy_federatsii_v_2018_/ (дата обращения: 30.11.2025).
8. Кирсанов С.А. Мировой и российский опыт утилизации твердых бытовых отходов / С.А. Кирсанов, Г.В. Мустафин // Вестник Омского университета. Серия «Экономика». - 2014. - № 2. - С. 114-120.
9. Об утверждении комплексной стратегии обращения с твердыми коммунальными (бытовыми) отходами в Российской Федерации: Приказ Минприроды России от 14.08.2013 № 298. - М., 2013.

Весь текст будет доступен после покупки