Содержание к диссертации
Введение
1. Проблема отработанных химических источников тока 6
1.1. Основные типы используемых в быту ХИТ 6
1.1.1. Классификация и обозначения ХИТ 6
1.1.2. Первичные ХИТ 8
1.1.3. Вторичные ХИТ 15
1.2. Воздействие отработанных ХИТ на окружающую среду 19
1.2.1. Использование ртути при производстве ХИТ 20
1.2.2. Захоронение 21
1.2.3. Термическое обезвреживание 24
1.3. Законодательство зарубежных стран 25
1.3.1. Директивы Евросоюза и законодательство Германии 25
1.3.2. Законодательство США 28
1.4. Системы сбора и переработки ХИТ в зарубежных странах 30
1.4.1. Система сбора и переработки в Германии 31
1.4.2. Система сбора и переработки в США и Канаде 32
1.5. Технологические схемы и методы сортировки и переработки ХИТ 33
1.5.1. Методы сортировки 33
1.5.2. Технологии переработки различных типов ХИТ 34
1.5.3. Переработка марганцево-цинковых источников тока 35
1.5.4. Переработка никель-кадмиевых аккумуляторов 38
1.5.5. Переработка никель-металлгидридных аккумуляторов 39
1.5.6. Переработка литиевых источников тока 39
2. Проблема отработанных ХИТ в России и Москве 42
2.1. Оценка объемов потребления 42
2.2. Оценка объемов образования отработанных ХИТ 45
2.3. Обращение с отработанными ХИТ в соответствии с действующим законодательством 46
2.4. Практический опыт сбора ХИТ 49
3. Оценка воздействия отработанных ХИТ на окружающую среду 50
3.1. Процесс выщелачивания отработанных ХИТ при захоронении на полигонах ТБО 51
3.1.1. Оценка периода вскрытия ХИТ 55
3.1.2. Выщелачивание в слабокислом растворе 56
3.1.3. Выщелачивание в фильтрате ТБО 59
3.1.4. Краткие выводы по результатам исследования
3.2. Прогноз выщелачивания металлов из ХИТ в процессе их разложения на полигоне... 61
3.3. Оценка эколого-экономического ущерба от захоронения ХИТ на полигонах ТБО 69
3.4. Содержание ртути в марганцево-цинковых ХИТ 71
4. Система сбора и переработки отработанных ХИТ в России и Москве 73
4.1. Социологическое исследование проблемы сбора ХИТ в Москве и Краснодарском крае 73
4.1.1. Организация исследования 73
4.1.2. Анализ результатов исследования
4.2. Законодательные основы организации сбора и переработки в России и Москве 83
4.3. Организация сбора, сортировки и переработки ХИТ в Москве
4.3.1. Сбор отработанных ХИТ 84
4.3.2. Сортировка и переработка ХИТ 91
4.4. Оценка текущих затрат на осуществление сбора ХИТ и предотвращаемого ущерба от их захоронения 92
Выводы 96
Литература
- Законодательство зарубежных стран
- Обращение с отработанными ХИТ в соответствии с действующим законодательством
- Выщелачивание в слабокислом растворе
- Законодательные основы организации сбора и переработки в России и Москве
Введение к работе
Актуальность темы. В целях устойчивого развития человеческого общества іжнейшей задачей является исследование влияния продукции различных отраслей ромышленности на окружающую среду для установления пределов устойчивости эмпонентов биосферы к техногенному воздействию и минимизации оказываемого )здействия.
Жизнь современного человека невозможна без использования большого количества ззнообразных устройств, нуждающихся в автономных источниках энергии, которые редставлены химическими источниками тока (ХИТ) - устройствами, преобразующими їмическую энергию протекающих в них окислительно-восстановительных реакций в іектрическую. В связи с этим ХИТ производятся, и будут производиться в больших эличествах. Содержание в ХИТ в качестве основных компонентов цветных металлов, зляющихся высокотоксичными для человека и окружающей среды, в совокупности с асштабами потребления, обуславливают потенциальную опасность отработанных ХИТ.
Большинство исследований показали, что захоронение и сжигание отработанных ИТ совместно с ТБО весьма опасно для окружающей среды. Поэтому в развитых странах вданы системы сбора отработанных ХИТ, все или отдельные типы которых, согласно іконодательству этих стран, подлежат сбору. Опыт зарубежных стран показывает, что торным вопросом является опасность захоронения марганцево-цинковых ХИТ, шлющихся наиболее распространенными в настоящее время. Данный вопрос, а также ^ясность поведения ХИТ на разных стадиях разложения ТБО при захоронении делают сгуальной экспериментальную оценку воздействия отработанных химических источников жа на окружающую среду.
Минимизация воздействия, оказываемого отслужившей свой срок продукцией, в том зеле отработанными ХИТ, на окружающую среду, является одним из механизмов, зеспечивающих устойчивое развитие человеческого общества при сохранении ^разнообразия и стабильного состояния природной среды, а также средством, зеспечивающим снижение промышленной опасности технологических процессов 5ращения с ТБО и предупреждения аварийных ситуаций.
Помимо проблемы воздействия отработанных ХИТ на окружающую среду, важной зляется и ресурсная задача, поскольку ХИТ, в связи с высоким содержанием цветных еталлов, могут рассматриваться как их высококонцентрированный источник. Поскольку 5ор отработанных источников тока в нашей стране практически не осуществляется, они, зляясь частью бытовых отходов, отправляются вместе с ними на полигоны (свалки) зердых бытовых отходов (ТБО) и мусоросжигательные заводы, где по этой причине -егодно оказываются сотни и тысячи тонн высокотоксичньгх цветных металлов.
Организация сбора и дальнейшей переработки отработанных химических источников тока позволила бы решить одновременно и экологическую, и экономическую проблемы.
Представленная работа посвящена исследованию воздействия, оказываемого на окружающую среду отработанными химическими источниками тока при их удалении совместно с ТБО, а также разработке механизма его минимизации путем организации системы их сбора и переработки на примере г. Москвы.
Целью работы является изучение воздействия отработанных химических источников тока на окружающую среду и разработка механизма его минимизации.
Для достижения поставленной цели были решены следующие основные задачи:
-
Анализ современного состояния проблемы воздействия отработанных ХИТ на окружающую среду за рубежом и в России;
-
Исследование воздействия, оказываемого отработанными ХИТ на окружающую среду при их захоронении на полигонах (свалках) ТБО;
-
Оценка ущерба, наносимого окружающей среде при захоронении ХИТ;
-
Оценка готовности населения к участию в сборе отработанных ХИТ и предпочитаемых условий сбора;
-
Разработка предложений для законодательного регулирования обращения с ХИТ в целях снижения их негативного воздействия на окружающую среду;
-
Разработка предложений по организации сбора, сортировки и переработки отработанных ХИТ в г. Москве.
Научная новизна работы. Экспериментально определено выщелачивание цветных металлов из наиболее распространенных типов отработанных ХИТ на различных этапах разложения ТБО в условиях их захоронении на полигонах (свалках). Разработана методика оценки массы цветных металлов, переходящих из захораниваемых ХИТ в фильтрат полигона в различные периоды его функционирования, с учетом изменения условий выщелачивания в процессе разложения ТБО и ежегодного захоронения ХИТ.
Практическая ценность и реализация результатов работы. Разработан механизм минимизации воздействия отработанных ХИТ на окружающую среду путем организации системы их сбора с учетом предпочитаемых потребителями условий сбора и опыта зарубежных стран. Разработан проект изменений к федеральному законодательству по обращению с ХИТ. Оценен возможный ущерб от захоронения ХИТ на полигонах ТБО.
Апробация работы. Отдельные части работы представлялись на Международном молодежном конгрессе по химии и химической технологии «МКХТ-2005» (Москва, 2005), Всероссийской конференции «Исследования в области переработки и утилизации техногенных образований и отходов» (Екатеринбург, 2009), Межвузовской конференции
молодых ученых и студентов «Безопасность жизнедеятельности и проблемы устойчивого развития» (Москва, 2010).
Результаты работы использованы при принятии решения Управлением по организации обезвреживания и переработки отходов производства и потребления города Москвы (2007 г.) и на депутатских слушаниях в рамках Комиссии Московской городской думы по экологической политике (2008 г.). Предложения по законодательному регулированию обращения с отработанными ХИТ представлены в Комитет по экологии Государственной Думы IV созыва (2007 г.), в Департамент природопользования и охраны окружающей среды города Москвы (2009 г.), в Комитет по природным ресурсам, природопользованию и экологии Государственной Думы V созыва (2010 г.).
Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 8 статей (3 из них в журналах, рекомендованных ВАК) и 3 тезисов докладов.
Структура диссертационной работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, выводов, списка использованной литературы и двух приложений.
Законодательство зарубежных стран
Конструкции и составляющие вещества. Щелочные элементы марганцево-цинковой системы выпускаются в двух конструктивных исполнениях - цилиндрические и дисковые; батареи щелочных МЦ-элементов, как и солевых, могут быть цилиндрическими или призматическими.
Конструкция цилиндрических щелочных МЦ-элементов отличается от конструкции солевых. Катод представляет собой стальной стаканчик, в который впрессована активная катодная масса, анод - цинковый стержень, окруженный активной анодной массой (мелкие цинковые гранулы в геле электролита) и помещенный в катод-стаканчик. Активные материалы электродов отделены друг от друга сепаратором, пропитанным электролитом, в качестве которого используется цинкат калия (K2Zn(OH)4) в концентрированном растворе гидроксида калия. Электролит пропитывает не только сепаратор, но и активные материалы электродов. Положительным выводом элемента служит металлическая шайба, прижатая к донышку стального цилиндра, сам цилиндр при этом отделен от металлического корпуса элемента изолирующим пластиковым стаканом. Отрицательным выводом служит шайба, соединенная с цинковым стержнем.
В дисковом МЦ-элементе слой катодного материала (диоксид марганца) впрессован в корпус элемента, анодная масса (порошкообразный цинк) впрессована в его крышку. Электроды разделены сепаратором и полупрозрачной прокладкой; электролит пропитывает электродные массы, сепаратор и прокладку. Положительным выводом элемента является стальной корпус, отрицательным - стальная крышка; герметичность конструкции и изоляцию электродов обеспечивает пластмассовая шайба.
Соотношение компонентов в щелочных МЦ-ХИТ примерно то же, что и в солевых, % (масс): цинк - 20, марганец - 30, железо - 20, гидроксид калия - 5, вода - 10, остальное -графит и другие компоненты [13]. Согласно другому источнику [14], они имеют следующий состав, % (масс ) цинк - 11-16, соединения марганца - 32-38, сталь - 19-23, гидроксид калия - 5-9, графит - 3-5, остальное - бумага, вода, пластик и другие материалы
Токообразующие реакции. Реакции при разряде подобны реакциям, происходящим в солевых элементах Суммарное уравнение токообразующих реакций щелочных элементов может быть представлено в следующем виде Zn + 2МпОг + 2КОН — 2MnOOH + К пОг
Применение. Щелочные МЦ-ХИТ характеризуются более высокими удельными энергетическими показателями, чем солевые, сохраняют высокую работоспособность при длительном разряде большими токами Их рекомендуется использовать в устройствах с высоким потреблением тока (фотовспышки, видеокамеры, некоторые игрушки), а также в приборах, где необходима продолжительная нагрузка (фотоаппараты, плееры) В прерывистом режиме работы с отбором малого тока в экономическом отношении они не имеют существенных преимуществ перед солевыми источниками
Содержание ртути в марганцево-цинковых ХИТ
В начале производства аноды МЦ-ХИТ делали из сплава, содержащего свинец, кадмий и довольно много (до 8%) ртути Кроме того, соединения ртути (HgCb) использовались в составе ХИТ в качестве ингибиторов коррозии В настоящее время многие производители (в частности, европейские, - во исполнение директив Европейского Союза) отказались от использования в них ртути Ее содержание в производимых ими МЦ-ХИТ сведено до минимума и составляет не более 2% для кнопочных элементов и не более 0,0005% для остальных ХИТ, содержащие ртуть в большем количестве, должны иметь специальную маркировку, содержащую символ раздельного сбора со знаком «Hg» Многие МЦ-ХИТ имеют маркировку «no added mercury» или «0,0% mercury», что означает, что содержание в них ртути доведено до определенного минимума, установленного законодательством Однако, как показал ряд исследований, проблема исключения ртути из состава ХИТ решена не полностью (см раздел 1 2 3) Источники тока с воздушными электродами Воздушно-цинковые источники тока В ХИТ с воздушными электродами при разряде одновременно с компонентом катодной массы восстанавливается кислород воздуха Применение воздушных электродов в ХИТ очень перспективно, т к позволяет создавать источники тока с достаточно высокой удельной энергией при экономии материалов катодной массы, чю, в свою очередь. уменьшает нагрузку на окружающую среду и снижает стоимость ХИТ В настоящее время создано несколько типов ХИТ с воздушными электродами, однако широко применяются пока только первичные воздушно-цинковые (ВЦ) источники Конструкции и составляющие вещества. В настоящее время широко производятся только ВЦ-элементы дисковой конструкции. Они состоят из анода (порошкообразный цинк), сепаратора с электролитом (раствор гидроксида калия), тонкого углеродистого катода с диоксидом марганца, гидрофобной фторопластовой пористой пленки для подвода воздуха к катоду и воздухораспределительной мембраны. Для снижения скорости коррозии анода для его изготовления используют цинк высокой чистоты, к которому добавляют небольшие количества свинца или другого металла, имеющего высокое перенапряжение водорода, а в электролит вводят ингибиторы коррозии. Элементы снабжены «дыхательным» отверстием, которое открывают перед началом работы. Содержание веществ в ВЦ-источниках тока составляет в среднем, % (масс): цинка - 30, железа - 45, гидроксида калия - 4, ртути - до 2, воды - 8, остальное - графит и пр. [13].
Токообразующие реакции. На катоде ВЦ-элементов происходит одновременное восстановление диоксида марганца и кислорода воздуха. Реакция восстановления кислорода в щелочной среде описывается следующим уравнением: Ог + 2НгО + 4е — 40Н". Суммарное уравнение токообразующих реакций, протекающих в начале разряда, можно представить следующим образом: Zn + Ог + 2Н2О + 4е — [Zn(OH)4] ". По мере накопления цинкат-ионов они диссоциируют: [Zn(OH)4] " — ZnO + Н2О +20Н", соответственно меняется токообразующая реакция: 2Zn + О2 — 2ZnO.
Применение. ВЦ-элементы дисковой конструкции используются в слуховых аппаратах различного типа (им принадлежит примерно 95% рынка). На определенных режимах разряда (в основном при низких токах разряда или прерывистых режимах с непродолжительным «отдыхом») воздушно-цинковые элементы способны работать заметно дольше обычных МЦ-элементов.
Обращение с отработанными ХИТ в соответствии с действующим законодательством
В настоящее время российское законодательство не регламентирует обращение с таким видом отхода, как отработанные источники тока. Учитывая незначительные количества их образования у большинства организаций, отсутствие отработанных ХИТ (за исключением свинцовых аккумуляторов) в Федеральном классификационном каталоге отходов [62, 63] и отсутствие специальных положений в законодательстве, сложившаяся практика обращения с отходами позволяет не включать отработанные ХИТ в проекты нормативов образования отходов и лимитов на размещение отходов, а соответственно и в отчетность по обращению с отходами. Таким образом, такой вид отхода, как отработанные ХИТ, отсутствует, что не способствует решению проблемы сбора и обезвреживания источников тока. Что касается сбора отработанных ХИТ у населения и их дальнейшей переработки, то затратность этой деятельности не позволяет осуществлять ее в качестве предпринимательской. Сбор, транспортирование и обезвреживание отработанных ХИТ, являющихся опасными отходами, подлежит лицензированию, в соответствии с действующим законодательством [64]. Сбор отработанных ХИТ у населения федеральным законодательством не регламентирован.
В Московском законодательстве есть несколько положений, касающихся обращения с отработанными ХИТ. Так, Закон г. Москвы от 30 ноября 2005 г. № 68 «Об отходах производства и потребления в городе Москве» обязывает производителей отходов -субъектов хозяйственной и иной деятельности обеспечивать сбор образующихся у них вторичных материальных ресурсов (BMP) [65]. Утвержденный Правительством Москвы перечень BMP, подлежащих переработке во вторичное сырье, содержит группу отходов -«электрическое оборудование, приборы, устройства и их части», в состав которой, в соответствии со Сводным кадастром отходов г. Москвы, входят отработанные химические источники тока различных типов [66, 67]. Законом города Москвы «Кодекс об административных правонарушениях города Москвы» предусмотрен штраф за неосуществление или нарушение требований раздельного сбора BMP, к которым, по сути, относятся отработанные ХИТ (штраф составляет 30-40 тыс. руб. для должностных лиц и 200-250 тыс. руб. для юридических) [68]. Таким образом, законодательные основы для осуществления отдельного сбора отработанных ХИТ, образующихся у субъектов хозяйственной деятельности в г. Москве, существуют. Но, поскольку отсутствует система обращения с отработанными ХИТ, отсутствует и возможность выполнения данных положений московского законодательства.
Что касается сбора у населения в г. Москве, то Целевой среднесрочной экологической программой города Москвы на 2006-2008 гг. была запланирована установка контейнеров для сбора батареек в магазинах и на предприятиях по ремонту бытовой техники и часов [69]. Однако обращение с собранными источниками тока до сих пор не регламентировано, а возможность дальнейшей переработки смеси ХИТ отсутствует.
Как уже было сказано, в Федеральном классификационном каталоге отходов отработанные ХИТ отсутствуют (за исключением свинцовых аккумуляторов). Что касается Сводного кадастра отходов г. Москвы, то им в качестве отдельных видов отходов выделены, кроме свинцовых и никель-железных (транспортных) аккумуляторов, отработанные марганцево-цинковые (как солевые, так и щелочные) и никель-кадмиевые ХИТ. Все названные источники тока отнесены к отходам 2 класса опасности. В связи со спорностью вопроса опасности для окружающей среды отработанных марганцево-цинковых ХИТ (разделы 1.2, 3.1) нами был проведен расчет класса опасности для окружающей среды ХИТ этого типа. Расчет был выполнен в соответствии с «Критериями отнесения опасных отходов к классу опасности для окружающей природной среды», утвержденными приказом МПР России от 15 июня 2001 г. № 511 с помощью разработанной НПП «ЛОГУС» программы «Определение класса опасности отходов. Справочник отходов», сертифицированной в «Системе добровольной сертификации объектов ресурсопользования в Российской Федерации» МПР РФ. Реп № МПР CPC.RU.51.0002.000003 от 15.03.02. Для расчета были использованы сведения о составе отработанных марганцево-цинковых ХИТ, установленные на основании данных GRS-Batterien [13].
Как показали результаты расчета, показатель степени опасности отхода находится в интервале 106 Kj 104, что соответствует 1 классу опасности. Иной результат расчета по сравнению с утвержденным Сводным кадастром отходов г. Москвы, а именно, вторым классом, вероятно, объясняется использованием различных исходных данных о составе марганцево-цинковых ХИТ.
Таким образом, ни федеральное, ни московское законодательства не регламентируют обращение с отработанными источниками тока, образующимися у населения, в московском законодательстве есть основы для регулирования обращения с отработанными ХИТ, образующимися у организаций. 2.4. Практический опыт сбора ХИТ Сбором отработанных источников тока у организаций в г. Москве, а именно аккумуляторов, сдаваемых в составе списываемой оргтехники и оборудования, осуществляется МГУП «Промотходы», а также некоторыми другими организациями, имеющими лицензию на соответствующий вид деятельности.
Что касается сбора отработанных ХИТ у населения, то в последнее время такие попытки проводятся, в частности, в образовательных учреждениях Москвы и Московской области. Так, в 2005-2010 гг. акции по сбору отработанных источников тока проводились Природно-историческим парком «Битцевский лес». Ряд акций предусматривал вознаграждение за сданные источники тока в виде новых, акция сопровождалась специальными лекциями и информационными материалами. Биологический музей им. К.А.Тимирязева и Департамент природопользования и охраны окружающей среды г. Москвы объявили акцию по сбору использованных батареек «Лучший защитник планеты», в ходе которой за 2010 г. было собрано 18,5 тыс. источников тока [70]. Контейнеры для приема отработанных ХИТ были установлены в здании Мосгордумы, как было решено в результате депутатских слушаний по теме сбора источников тока, состоявшихся в декабре 2008 г. Прием отработанных ХИТ у населения, в рамках экологической политики компании, осуществляется сетью магазинов IKEA.
Однако все эти шаги в направлении решения проблемы не имеют продолжения из-за отсутствия соответствующего законодательства, системы сбора и возможности последующей переработки отработанных источников тока.
Выщелачивание в слабокислом растворе
Результаты проведенной работы позволили сделать следующие выводы: Захоронение марганцево-цинковых ХИТ на полигонах ТБО представляет собой опасность для окружающей среды из-за значительного выщелачивания как цинка, так и марганца;
Никель-кадмиевые источники тока представляют собой опасность при захоронении на полигонах ТБО, с одной стороны, из-за высокой токсичности кадмия, с другой стороны, из-за его преимущественного нахождения в растворенном виде при значениях рН, характерных для фильтрата аэробной стадии разложения отходов. Как показали результаты проведенного эксперимента, практически весь выщелоченный кадмий (96,7%) находился в растворенном виде;
Результаты эксперимента показали, что условия фильтрата стадии ацетогенеза (рН 4-6,0), протекающей в первые годы разложения отходов, способствуют выщелачиванию ХИТ. Наибольшее выщелачивание тяжелых металлов, содержащихся в ХИТ, происходит на аэробной стадии разложения отходов (до года) и на стадии ацетогенеза (первые годы разложения после аэробной стадии). Из-за присутствия в фильтрате комплексообразователей часть металлов в этих условиях связывается в комплексы, что увеличивает их подвижность и способствует загрязнению ими почв, подземных и поверхностных вод [77, 78]. Учитывая длительность стадии ацетогенеза, оцениваемой в несколько лет, загрязнение окружающей среды тяжелыми металлами, содержащимися в ХИТ, является значительным; 4. Анализ литературных и полученных нами данных показал, что период вскрытия ХИТ составляет 6-7 недель. Столь быстрое разрушение корпусов ХИТ происходит под воздействием повышенной температуры и кислого фильтрата, характерных для аэробного разложения ТБО, происходящего в первый год их захоронения; 5. При повышении рН фильтрата до 7-8, что характерно для метаногенеза, следующего за ацетогенным разложением ТБО, преобладают процессы гидролиза, приводящие к осаждению металлов.
С целью оценки воздействия, оказываемого на окружающую среду захоронением отработанных ХИТ за длительный период существования полигона ТБО, и оказываемого при этом ущерба нами был проведен расчет масс металлов, выщелачиваемых ежегодно из исследованных источников тока при их захоронении на полигоне ТБО. Расчет проведен с учетом ежегодного поступления ХИТ на полигон и изменения условий выщелачивания с течением времени (а именно, рН фильтрата) на основании экспериментальных данных (раздел 3.1), сведений о сборе ХИТ в 2010 г. в Германии [42] и сведений о процессе разложения отходов на полигонах ТБО [19].
В основе проведенного расчета - полученные в результате эксперимента данные о количестве металлов (цинка, марганца, кадмия и никеля), содержащихся в растворах (как в слабокислых, так и в фильтрате) по окончании проведенного исследования.
Ежегодное поступление ХИТ на захоронение определено по данным системы сбора ХИТ Германии, а именно: потребления ХИТ по сведениям 2009 г., составившего 388 г/чел, и долям марганцево-цинковых, никель-кадмиевых и никель-металлгидридных ХИТ в смеси собранных в том же году, равным 72,4%(масс), 3,0%(масс.) и 6,8%(масс.) соответственно. Для расчета принято, что на площади полигона, равной 1 га, размещаются ТБО от населения (и, соответственно, количества потребителей ХИТ) численностью 100 тыс. человек.
Для учета изменения уровня рН фильтрата, зависящего от стадии разложения ТБО, в соответствии с литературными данными [19] расчет проведен на основе следующей длительности стадий разложения отходов на полигоне: период ацетогенеза - 5 лет, метаногенеза - до полной ассимиляции отходов (не менее 100 лет). Принятая для расчета длительность функционирования полигона составляет 30 лет.
Порядок расчета для цинка, никеля и кадмия представлен в таблице 14. В связи с тем, что, в отличие от других металлов, период выщелачивания марганца из марганцево цинковых ХИТ значительно меньше расчетного периода и составляет 8 лет и 3 месяца, порядок оценки выщелачивания марганца представлен в таблице 15. В таблицах использованы следующие сокращения и обозначения:
Законодательные основы организации сбора и переработки в России и Москве
Отработанные ХИТ представляют собой отходы не менее 2 класса опасности (глава 2), однако при целостности корпуса и отсутствии коррозии они не оказывают воздействия на окружающую среду. В связи с этим их складирование в герметичной таре, как это предусмотрено санитарными правилами и нормами [88], не является необходимым. Однако, во избежание разрушения корпусов отработанных ХИТ под воздействием осадков, их транспортирование должно осуществляться закрытым автотранспортным средством, а накопление осуществляться в помещении или под навесом.
При организации накопления ХИТ необходимо учесть, что при хранении неизолированных друг от друга ХИТ происходит их нагревание. Так, в США эта проблема решается тем, что перед сдачей ХИТ потребитель помещает их в пакет, и лишь затем в При работе в городе, независимо от типа дорожного покрытия, для автомобилей грузоподъемностью до 7 т. 2 Где п - количество обслуживаемых пунктов сбора. 3 Где 35 км - среднее расстояние, преодолеваемое от центра сбора до обслуживаемого района и обратно; 1 км - среднее расстояние между пунктами приема ХИТ при плотности их расположения 1 2 ] пункт на 1 км . контейнер. О таких правилах сдачи ХИТ потребители информируются, в том числе с помощью видео-инструкций, размещаемых в сети Интернет. Проблема может быть также решена обеспечением накопления ХИТ небольшими партиями, при этом материал контейнеров должен быть устойчив к повышению температуры.
Дальнейшую сортировку собранных ХИТ необходимо осуществлять в специализированном Центре сбора отработанных ХИТ с их дальнейшей отправкой на переработку. По данным GRS-Batterien, из собранных ХИТ в 1999 г. в Германии перерабатывались лишь 19%, в 2000 г. - 33%. В последние годы перерабатываются более 95% собранных ХИТ.
По предварительной оценке, в процессе переработки до 80% источников тока (доля самых распространенных, марганцево-цинковых ХИТ), могут быть использованы действующие металлургические производства (таблица 21), при условии, что эти ХИТ не содержат ртути (раздел 1.5.3).
Переработка марганцево-цинковых ХИТ на металлургических предприятиях № п/п Опыт зарубежных стран Предприятия с аналогичнымипроцессами в Москве и ближайшихрегионах 1 Переработка в электродуговых печах при производстве стали: Nedstal (Нидерланды) ОАО Московский металлургический завод «Серп и молот», г.Москва, ОАО «Металлургический завод Электросталь», Московская обл. 2 Переработка в электродуговых печах при производстве ферромарганца: Valdi (Франция) ОАО «Косогорский металлургический завод», г. Тула
Переработка никель-металлгидридных ХИТ может осуществляться непосредственно в центре сбора и сортировки. Переработка при этом включает измельчение ХИТ, осуществляемое с отсасыванием из камеры измельчения водорода, выделяющегося из электродов ХИТ, и дальнейшего хранения измельченной массы до прекращения выделения водорода. После отделения пластика полученная масса представляет собой никель- содержащий продукт, который может быть использован в производстве коррозионно-стойкой стали или же подвергнут дальнейшей переработке с целью извлечения содержащихся в нем редкоземельных металлов (раздел 1.5.5).
Данные о среднем содержании металлов в различных типах источников тока, а также о сборе и сортировке ХИТ в Германии позволяют оценить содержание металлов в потребляемых жителями и работающими г. Москвы ХИТ. Так, при потреблении 5 100 т/год в ХИТ содержится до 1,1 тыс. т марганца, до 0,8 тыс. т цинка, до 150 т никеля, до 60 т кадмия, до 1,1 тыс. т железа, а также медь, кобальт, редкоземельные и другие элементы. Достижение уровня сбора в Москве 30% позволит перерабатывать 1530 т ХИТ ежегодно с извлечением до 330 т марганца, 240 т цинка, 40 т никеля, 15 т кадмия, 320 т железа, а также других металлов.
Оценка текущих затрат на осуществление сбора отработанных ХИТ в г. Москве проведена на основании основных характеристик системы сбора (раздел 4.3) и данных одного из действующих в городе автотранспортных предприятий. Текущие затраты включают в себя [87]: 1. Эксплуатационные затраты центра сбора и сортировки ХИТ (арендная плата, потребление материальных и энергоресурсов, обслуживание здания и территории); 2. Фонд заработной платы работников центра; 3. Затраты на изготовление контейнеров для сбора ХИТ; 4. Расходы на изготовление плакатов, рекламных листовок для мест продажи и пунктов сбора ХИТ; 5. Затраты на информационно-рекламные программы; 6. Транспортные расходы на осуществление сбора ХИТ (расходы на топливо и горючесмазочные материалы, ремонт автотранспорта, амортизационные отчисления).
Результаты оценки текущих затрат по основным вышеперечисленным статьям расходов представлены в таблице 22. Значительную часть материальных затрат представляют собой транспортные расходы, их детальная оценка представлена в таблице 23. Таблица 22 Текущие затраты на осуществление сбора и сортировки отработанных ХИТ
Таким образом, оценка показала, что текущие затраты на осуществление сбора отработанных ХИТ составят 13 млн. руб./год. При такой величине общих затрат и сборе 30% потребляемых ХИТ (1 530 т) удельные затраты на сбор и сортировку ХИТ составят 8,5 руб./кг, что составляет около 15% от стоимости сортировки, переработки и захоронения
При среднем пробеге одного автомобиля 80 км/сут, режиме работы 5 дн/нед и длительности смены 8 ч. остатков переработки различных типов ХИТ в Германии (таблица 24). Представленные в таблице 24 величины стоимости включают в себя, кроме прикладных (практических) затрат, затраты на связи с общественностью и административную (управленческую) деятельность.
