Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обзор современных систем управления и учета твердых бытовых отходов 11
1.1. Проблема твердых бытовых отходов. Краткая история проблемы 11
1.2. Системы управления твердыми бытовыми отходами в европейских городах 17
1.2.1. Основы управления отходами в Финляндии. Опыт финского города Оулу 17
1.2.2. Принципы экологической политики Германии в области отходов. Пример города Эмдена 24
1.3. Характеристика российского опыта обращения с твердыми бытовыми отходами 31
1.3.1. Общие сведения о системах сбора, вывоза и размещения ТБО в российских городах 31
1.3.2. Особенности и анализ текущей ситуации с твердыми бытовыми отходами в Архангельске, отдельном городе европейского Севера России 40
Глава 2. Теоретические положения геоэкологического обоснования безопасного размещения твердых бытовых отходов в североевропейских условиях 55
2.1. Региональная специфика Европейского Севера России 55
2.2. Подходы к решению проблем учета и определения количества твердых бытовых отходов в городах европейского Севера России 64
2.3. Основы метода проведения экспериментальных исследований твердых бытовых отходов в городах европейского Севера России (объекты исследований, типы контрольных объектов, способы и периоды исследований, определяемые показатели) 68
2.4. Материально-техническое обеспечение работ 72
2.5. Оценка количества и состава, определение и расчет количественных и качественных показателей твердых бытовых отходов 74
Глава 3. Анализ результатов комплексной экспериментальной работы по определению фактических показателей твердых бытовых отходов в городе Архангельске 85
3.1. Обоснование репрезентативности натурных (сезонных) замеров твердых бытовых и крупногабаритных отходов 85
3.2. Анализ зависимости уровней накопления твердых бытовых отходов от степени благоустройства жилищного фонда, наличия объектов общественного назначения, сезонности 88
3.3. Анализ зависимости размера платы для населения за услуги по вывозу и утилизации твердых бытовых отходов от их количества (нормы накопления) на 1 чел 103
3.4. Оценка зависимости уровней накопления твердых бытовых отходов от массовых мероприятий 106
3.5. Анализ зависимости состава твердых бытовых отходов от степени благоустройства жилищного фонда, наличия объектов общественного назначения 109
3.6. Направления использования (переработки) основных компонентов твердых бытовых отходов на примере города Архангельска 116
Глава 4. Разработка и обоснование с геоэкологических позиций системы обращения с твердыми бытовыми отходами в городах европейского Севера России 123
4.1. Анализ итогов постановки эксперимента по раздельному сбору твердых бытовых отходов в североевропейских условиях 123
4.2. Модель процесса выбора технологий использования (переработки) твердых бытовых отходов 134
4.3. Рекомендации по совершенствованию существующей системы обращения с твердыми бытовыми отходами в городе Архангельске 138
Заключение 148
Список использованных источников 150
- Проблема твердых бытовых отходов. Краткая история проблемы
- Региональная специфика Европейского Севера России
- Обоснование репрезентативности натурных (сезонных) замеров твердых бытовых и крупногабаритных отходов
- Анализ итогов постановки эксперимента по раздельному сбору твердых бытовых отходов в североевропейских условиях
Введение к работе
Актуальность темы.
Проблемы ТБО, являющихся источниками загрязнения окружающей среды, обусловлены в современном мире ростом их количества и разнообразия.
Подсчитано, что на каждого землянина ежегодно в среднем приходится 8 т отходов, причем в развитых странах эта величина достигает 12 тонн. 95 % приходится на промышленные отходы, оставшиеся 5 % — на бытовые. Около 400 млн т в год бытовых отходов гниет на свалках, заражая почву и грунтовые воды, и сжигается, выбрасывая в воздух ядовитые вещества. При этом значительную часть составляют пищевые и сельскохозяйственные отходы (45%), пластмасса (15%), металл (12%), стекло (8%) [140].
Возникновение и в настоящее время усугубление проблем обращения с отходами объясняется постоянно возрастающими потребностями человека, которые привели к научно-технической революции второй половины XX в., ускоренному развитию производительных сил общества, увеличению выпуска продукции. И в современный период производство характеризуется все более нарастающим объемом и разнообразием выпускаемой продукции, увеличением доли используемых природных ресурсов и, как следствие, количественным и качественным ростом отходов, отводимых в окружающую среду. Ежегодный прирост ТБО составляет не менее 3 %, а в некоторых странах - около 10 % [60]. По экспоненте растет население земного шара: к началу XIX в. его численность достигла 1 млрд, а в 1999 г. — 6 млрд человек. И если в древние времена отходы жизнедеятельности человека возвращались непосредственно на поля (в природу) и участвовали в естественных круговоротах веществ, то к XXI в. урбанизация и глобализация привели к санитарно-эпидемиологическим и экологическим проблемам [39].
В связи с этим промышленно развитые и многие развивающиеся страны после Всемирной конференции по окружающей среде (Рио-де-Жанейро, 1992 г.) в стратегии устойчивого развития включили программы по охране окружающей среды, важной составляющей которых является решение проблем управления бытовыми отходами. Благодаря всемерному содействию Баренцева Евро-Арктического региона (БЕАР), образованного в 1992 - 1994 гг. по региональному признаку, к настоящему времени в европейских государствах региона проблемы в этой области решены [207]. Несмотря на это, политика Европейского Союза в этой области предусматривает определение количества отходов во всех государствах-членах [211].
В Российской Федерации, которая наряду со скандинавскими странами, и в первую очередь с Финляндией, принимала активное участие в образовании БЕАР и ее регионы европейского Севера России (Архангельская область, Ненецкий автономный округ, Мурманская область, Карельская и Коми республики) входят в его состав, ситуация с отходами складывается не лучшим образом. При удвоении добычи полезных ископаемых практически каждое десятилетие в продукцию переходит около 5 % добытого сырья, а 95 % возвращается в природную среду в качестве отходов и оказывает негативное воздействие на нее. По разным оценкам от 40 % до 60 % негативного воздействия оказывают именно твердые бытовые отходы [209]. Хозяйственная деятельность такого рода является следствием глубоко сформировавшегося в нашем обществе потребительского отношения к природе.
Серьезны накопившиеся проблемы в области обращения с ТБО в российских городах, где происходит их интенсивное накопление. Ежегодно каждый городской житель производит 200 — 500 кг ТБО [244]. Объем ТБО за последние сто лет увеличился более чем в 15 раз и масштабы проблем оценить невозможно ввиду отсутствия системы четкого учета по количеству и видам отходов [17, 94,127].
Точное количество образующихся ТБО неизвестно [247]. Качество данных и информации, используемой в процессе принятия решений, в секторе в целом довольно низки [99]. Существующие методы определения количества ТБО не позволяют получить достоверную информацию. Данные по вывозу с территорий поселений могут служить лишь косвенным показателем количества ТБО. Данные по накоплению отходов, особенно в части твердых бытовых, носят относительный и оценочный характер [10]. Ориентировочные нормы накопления и составы ТБО, приведенные в нормативно-методических документах и литературных источниках [46, 50, 84, 110, 111, 146, 184, 197, 210, 203, 213], носят общий характер, не учитывают специфиче- ских особенностей территорий и регионов и в силу этого могут быть применены только для укрупненных оценок и прогнозов. Наличие объективных неблагоприятных факторов, к которым относятся суровый климат, географическое положение, значительная удаленность от центра, большие расстояния, малонаселенность, концентрация ценнейших природных ресурсов, значительные водные и иные природные ресурсы, обособленность и крайняя неоднородность социально-экономического развития территорий и участков, очаговый характер освоения, экстремальные условия жизнедеятельности и хозяйствования, преимущественно индустриальное развитие, опасность воздействия человеческого фактора, хрупкость и уязвимость окружающей природной среды усугубляет проблемы на европейском Севере России [1, 194, 207, 252].
Соответственно, система обращения с ТБО сводится к планово-регулярному суммарному сбору и вывозу по системе несменяемых сборников и размещению на полигонах и свалках. Последние, в свою очередь, не только захламляют территории, но и являются источником загрязнения поверхностных и грунтовых вод, атмосферного воздуха, почв, лесов и иной растительности.
Решение проблем ТБО непосредственно связано с обеспечением конституционного права каждого на благоприятную окружающую среду обитания на соответствующих территориях [80]. В соответствии с действующим федеральным законодательством хозяйственная и иная деятельность органов местного самоуправления должна осуществляться на основе принципа их ответственности за обеспечение благоприятной окружающей среды и экологической безопасности [121]. К вопросам местного значения отнесены организация мероприятий по охране окружающей среды и организация сбора, вывоза, утилизации и переработки отходов в границах городского округа [117, 118]. Экологическая безопасность жилищно-коммунальных услуг, в т.ч. услуг в области обращения с ТБО, должна обеспечиваться соблюдением установленных требований охраны окружающей среды, не должно наблюдаться вредных воздействий на окружающую среду, как при производственном процессе предоставления услуг, так и при потреблении услуг [79]. С социальной точки зрения важен вопрос предоставления и минимальной оплаты населением услуг по вывозу и утилизации (захоронению) ТБО, базирующийся на фактических данных накопления ТБО.
Учитывая, что процесс принятия решения требует достоверной информации о предмете управления, что точность и объективность отчетных данных базируется непосредственно на замерах, на качественной информационной основе, содержащей достоверные исходные показатели ТБО различных объектов, как в совокупности, так и с разбивкой по типам объектов, районам, маршрутам сбора и вывоза ТБО, что количество и состав отходов находятся в зависимости от многих факторов данная работа посвящена решению проблем учета и определения количества ТБО, геоэкологическому обоснованию их безопасного размещения в городах европейского Севера России для принятия адекватных управленческих решений.
Цель и задачи исследования.
В связи с этим целью диссертационной работы является улучшение качества окружающей среды на основе геоэкологического обоснования безопасного размещения ТБО в городах европейского Севера России.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи: анализ международного и отечественного опыта управления и учета ТБО; разработка метода оценки накопления ТБО в городах европейского Севера России; проведение натурных замеров количества и морфологического состава ТБО, расчет норм накопления ТБО в Архангельске — типичном городе европейского Севера России; анализ зависимостей количества, морфологического состава ТБО от степени благоустройства жилищного фонда, наличия объектов общественного назначения, сезонности, проведения массовых мероприятий; проведение эксперимента по раздельному сбору ТБО в Архангельске, анализ итогов эксперимента; обоснование направлений использования основных компонентов ТБО с учетом морфологического состава и химико-технологических свойств; разработка системы обращения с ТБО в городах европейского Севера России.
Научная новизна работы
В диссертации получены следующие научные результаты:
Разработан метод оценки фактического количества (накопления) ТБО и КТО по контрольным объектам и контрольным маршрутам с учетом классификации объектов исследования (жилищный фонд, жилищный фонд с объектами общественного назначения, объекты общественного назначения) и трех типов благоустройства (благоустроенный, частично благоустроенный, неблагоустроенный) жилищного фонда.
Определен фактический морфологический и фракционный состав ТБО для трех групп объектов (жилищного фонда, жилищного фонда с объектами общественного назначения, общественного назначения) для города Архангельска. Впервые получены валовые показатели ТБО жилищного фонда с встроенными и отдельно стоящими объектами общественного назначения, позволяющие произвести оценку общего количества ТБО в городе.
Разработана структурная модель процесса выбора технологий использования (переработки) ТБО для северных городов.
Разработана и обоснована с геоэкологических позиций система обращения с ТБО в городах европейского Севера России.
Практическая значимость и внедрение результатов работы Результаты выполненных исследований представляют интерес для природоохранных органов; органов государственной власти; органов местного самоуправления; проектных организаций, разрабатывающих проекты в области обращения с отходами производства и потребления и охраны окружающей среды; хозяйствующих субъектов, осуществляющих деятельность в этой области; организаций, занимающихся оценкой воздействия хозяйственной деятельности на окружающую среду и экологическим мониторингом.
Метод оценки количества и состава ТБО - необходимый инструмент для принятия управленческих решений с целью уменьшения количества ТБО и улучшения экологической ситуации. Фактические показатели ТБО были учтены при пересмотре нормативов и тарифов на услуги по сбору, вывозу и размещению ТБО. Результаты работы использовались в Архангельске при реализации российско-финских проек- тов «Pilot: Waste source separation» и «Landfill analysis»; разработках программы мониторинга городской свалки ТБО, целевых программ развития коммунальной инфраструктуры и «Экология города Архангельска», генерального плана развития города Архангельска, для совершенствования технологии размещения ТБО на городской свалке ТБО (выборе высокоэффективного катка-уплотнителя «TANA»).
Результаты научных исследований послужили основой для разработки «Методических указаний определения фактической среднегодовой нормы накопления твердых бытовых отходов в городе Архангельске». Проведенные в соответствии с разработанными указаниями спецавтохозяйством по уборке города совместно с управляющими организациями замеры объемов ТБО в 2008 г. подтвердили достоверность результатов исследований.
Результаты выполненных работ использованы при обосновании норм накопления ТБО в муниципальных образованиях Архангельской области (гг. Коряжма, Котлас, Карпогоры, Мирный и др.), внедрены в практику природоохранной деятельности, что подтверждается соответствующими документами.
Апробация работы
Основные положения работы доложены и обсуждены на 8 конференциях и форумах: международной пресс-конференции «Межмуниципальный российско-немецкий обмен опытом в сфере обращения бытовых отходов» (Германия, г. Эмден, 08.10.2004 г.); презентации «Реформирование сферы управления переработкой и утилизацией бытовых отходов в Архангельске с использованием финского опыта» (Финляндия, г. Оулу, 02.11.2004 г.); российско-финском семинаре «Обращение с отходами в городах Архангельск и Оулу» (Россия, г. Архангельск, 19.10.2005 г.); итоговом совещании администраций городов и предприятий Архангельска и Оулу по реализации пилотного проекта «Pilot: Waste source separation» в Архангельске (Россия, г. Архангельск, 20.12.2005 г.); международном семинаре «Развитие системы обращения с ТБО» в рамках совместного российско-финско-норвежского проекта «Developing cooperation in waste management sector in Barents region» (Россия, г. Архангельск, 01.06.2006 г.); международном экологическом симпозиуме «Euro-ECO-2006» Европейской академии ее-тественных наук «Экологические и инженерные аспекты жизнеобеспечения» (Герма- ния, г. Ганновер, 01.12.2006 г.); конференции в рамках межрегиональной выставки «Безопасность. ТЭК - 2008» по направлению «Инновации в области энерго- и ресурсосбережения» (Россия, г. Пермь, 04.06.2008 г.), практической конференции «Экологические проблемы муниципальных образований Архангельской области и пути их решения» (Россия, г. Архангельск, 11.12.2009 г.).
Публикации и личный вклад автора
По теме диссертации опубликовано 14 научных работ в российских и международных изданиях, в т.ч. включенных в перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий - 2 статьи.
Работа содержит результаты многолетних исследований, выполненных лично, при непосредственном участии автора (разработка методов, рекомендаций, проведение натурных обследований, сбор и анализ статистических материалов).
Структура и объем работы
Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, списка литературы, включающего 263 наименования, 5 приложений. Диссертация изложена на 201 странице машинописного текста, включая 77 рисунков, 91 таблицу, приложения.
Проблема твердых бытовых отходов. Краткая история проблемы
Земля, как известно, существует около 4,5 млрд лет, а человечество стремительно превращает ее в общемировую свалку только в последние 200 лет. В то же время проблема отходов возникла гораздо раньше.
Еще в доиндустриальном обществе (древний мир и средневековье) органические отходы использовались для корма домашних животных, а остатки размещались в выгребные ямы и покрывались землей. Сложнее было в крупных городах. Например, в Древнем Риме с населением в 1 млн чел. кости, очистки овощей, одежда, обувь, металлический лом, посуда, трупы выбрасывались на улицы и городскими властями предпринимались действия по их уборке. Первая муниципальная свалка создана в Афинах 400 лет до н.э. В 200 г. н.э. в Риме введен налог, образована служба уборки, внедрен сбор и вывоз отходов повозками на 5 свалок, в VI в. н.э. Кодексом Юстиниана I установлена необходимость ограждения римлян от отходов. В Париже в 1315 г. возобнов-, лен вывоз отходов с городских улиц на свалки. В 1388 г. английским парламентом введен запрет на загрязнение мусором улиц и источников питьевой воды, домовладельцам вменена обязанность уборки придомовой территории [114].
Кстати, название свалки в Иерусалиме (Генна) стало синонимом ада. По мнению ученых, засилье мусора и связанные с ним эпидемии сыграли не меньшую роль в крахе античных городов, чем нашествия варваров [114].
Европейским ранним индустриальным обществом (XVII — XVIII вв.) проблема решалась вывозом отходов на свалки, а по домам старьевщики скупали за бесценок отходы для переработки (например, из тряпья делали бумагу). По мере роста городов телеги не справлялись с объемами отходов, свалок не хватало. В Англии и Америке отходы стали закапывать в землю или нагружать в баржи и топить в море. В конце ХШ в. в Шотландии появились первые попытки ручной сортировки отходов, в 1775 г. в Лондоне — первые контейнеры из дерева и позже из железа, с 1880 г. в Нью-Йорке по решению муниципалитета выброшенные на улицы отбросы поедались свиньями. Состав отходов оставался без изменения, добавилась лишь сажа от угольных печей [114].
Индустриальное общество (XIX в.) изменило объем и состав отходов: в Англии в 1810 г. изобретена консервная жестяная банка, в 1869 г. начато производство целлулоида, первого вида пластмассы, в Европе и Америке с ростом населения и его покупательной способности выросло количество отходов, основную часть которых составляли пищевые отходы и сажа. Несмотря на появление в городах контейнеров, во дворах возникали стихийные свалки, засорялись окрестности. Муниципалитетами Берлина, Лондона, Нью-Йорка в конце XIX в. введены штрафы за организацию стихийных свалок. В 1874 г. в Англии в Ноттингеме заработал первый инсенератор. Из-за того, что инсене-раторы, не решив проблемы отходов, создали проблему ядовитых газов и большого объема золы, возникло направление сортировки и переработки отходов, и первый такой центр открылся в 1897 г. в Нью-Йорке. К концу XIX в. появились наблюдения состава отходов, в 1932 г. в США созданы машины для прессования отходов, в 1942 г. в США и СССР в военных целях был организован массовый сбор металлолома и макулатуры, в 1948 г. в Нью-Йорке открылась крупнейшая в мире свалка Фреш-Киллс.
Вторая половина XX в. (постиндустриальное общество) характеризуется ростом потребления, поступления в контейнеры бытовых товаров и технических средств (автомобилей, холодильников, телевизоров, пылесосов), упаковочных материалов, строительных отходов, пластмассы и других веществ, практически не разлагающихся в природе и выделяющих при горении ядовитые вещества. Основным способом удаления отходов остается захоронение на свалках под тонким слоем грунта [114].
В начале 70-х годов академик Б.Н. Ласкорин впервые высказал мысль о том, что отходы не являются фатальной неизбежностью. Более того, количество отходов - точный индикатор совершенства или несовершенства любой технологии [237].
В 1965 г. конгрессом США принят закон «Об утилизации твердых отходов» и к 1988 г. закрывается 14000 (почти 70 %) свалок. В 1979 г. ООН по предложению СССР принята декларация по безотходным технологиям, в 1992 г. международным форумом в Рио-де-Жанейро утилизация отходов обозначена одной из главных проблем человечества. Первоначально отходы подвергали захоронению, сбрасыванию в моря, сжиганию, но с ростом отходов усилия мирового сообщества направляются на их сортировку, переработку и вторичное использование (в 1950-е годы в странах Западной Европы на переработку направлялось только 5 % отходов, в настоящее время — более 25 %). По мнению химика США, лауреата Нобелевской премии Г.Т. Сиборга, в ближайшем будущем сырьевая проблема будет решена путем использования и переработки отходов. К концу XX в. появились новые подходы, согласно которым отходы рассматриваются в качестве вторичного сырья [140].
На рис. 1.1 показано, что отходы образуются при производстве и потреблении как промежуточной, так и конечной продукции и их можно использовать в качестве вторичного сырья и в первом, и во втором случаях. Более того, использование вторичного сырья чрезвычайно выгодно, так как при тех же объемах производства расходуется меньше природных ресурсов, образуется меньше отходов, снижаются заполняе-мость свалок (полигонов) и нагрузка на окружающую среду в целом [74], [214].
Региональная специфика Европейского Севера России
Наиболее остро проблемы ТБО ощутимы в городах еропейского Севера России, на территориях которых проживает большая часть населения с достаточно невысоким уровнем социального положения, благосостояния и экологической культуры, сконцентрирована хозяйственная деятельность с преобладанием определенной отрасли промышленности и недостаточным уровнем социально-экономического развития [29, 34,49, 64, 65, 72, 85, 92, 139, 218, 245].
Характерной особенностью региона является усугубление проблем ТБО наличием объективных факторов, к которым относятся тип климатических условий, географическая расположенность, значительная удаленность от центра, большие расстояния, труднодоступность, малонаселенность, обособленность и крайняя неоднородность социально-экономического развития территорий и участков, неразвитость инфраструктуры, очаговый характер освоения, низкая плотность населения, архитектурно-градостроительная композиция, экстремальные условия жизнедеятельности и хозяйствования и иные факторы [196, 209, 216, 217]. Кроме того, воздействие человеческого фактора на окружающую природную среду в условиях Севера более опасно, так как восстановительные процессы в этих условиях протекают медленнее [1,209].
Европейский Север — крупнейший по территории регион площадью 1466 км , что составляет 6 % площади России (рис. 2.1). По числу жителей это самый небольшой район страны (4 % населения, 6,0 млн чел.). Так, например, на сравнительно не-большой территории европейского Юга в 355,1 тыс. км проживает 17,7 млн чел., в Северо-Западном районе территорией всего 196,5 км - более 8,0 млн чел. [193].
Средняя плотность населения - 4,1 челУкм (на европейском Юге - 49,8 чел/км , в Центральном районе - свыше 60,0 чел/км", в Ленинградской области - 76,9 чел/км ). На данной территории нет ни одного города-миллионера, нет и городов с населением от 1 млн до 500,0 тыс. чел. [24].
Специфика европейского Севера заключается в его положении в сложной по природным условиям части Севера, насыщенного природными ресурсами. Он относится к наиболее урбанизированным районам России (доля городского населения составляет 78,8 %, в среднем по России — 73 %, на европейском Юге — 54 %). При слабой очаговой заселенности и хозяйственной освоенности — это индустриальный район. Индустриальная направленность объясняется не только неблагоприятными условиями развития сельского хозяйства, но и уникальными запасами и разнообразием сырьевых и топливных ресурсов, главный из которых — лес (занимает 3А территории). Здесь сосредоточено более 50 .% всех запасов древесины европейской части России и 10 % Российской Федерации. Основные центры целлюлозно-бумажной промышленности в Северном районе - Кондопога, Котлас, Архангельск, Сыктывкар.
Это наиболее водообеспеченный район страны: огромное количество болот, озер и рек, которые относятся к бассейну Северного Ледовитого океана. Своеобразие и сложность рельефа обусловлены действием ледников (в четвертичном периоде). В регионе представлены следующие природные зоны — тундры, лесотундры и тайги.
Для значительной территории характерны экстремальные природно-климатические условия, особенность которых — необычность освещения и нагревания земной поверхности в разные сезоны года. Весь европейский Север находится в зоне избыточного увлажнения. Вследствие этих специфических условий не обеспечены потребности в сельскохозяйственной продукции. Природные и связанные с ними экономические факторы удорожают и усложняют хозяйственное развитие.
В то же время регион имеет чрезвычайно выгодное географическое положение [193]. Территория его омывается Баренцевым и Белым морями. Он граничит с Финляндией и Норвегией, транспортными путями связан с центральными районами страны. Крупные морские порты - Мурманск (незамерзающий) и Архангельск. Это способствует формированию морского хозяйства (судоходство, добыча и переработка морских ресурсов), которое ориентируется в основном на рыбные богатства Северного Ледовитого и Атлантического океанов. При этом регион слабо обеспечен трудовыми ресурсами. Система обращения с ТБО, как правило, включает следующие этапы [197]: ? подготовку отходов к погрузке в мусоровозы; ? организацию временного хранения отходов от жилищного фонда; ? сбор и вывоз отходов от объектов жилищного фонда, объектов общественного назначения и организаций; ? обезвреживание и утилизацию бытовых отходов. Удаление ТБО осуществляется ежедневно в летний период и не реже одного раза в три дня в зимний период, санитарная обработка мусоросборников - один раз в 15 дней. Размещаются отходы на свалках и полигонах, не соответствующих установленным в [70] требованиям. Количество и состав ТБО различаются в зависимости от региональных особенностей территорий. В таблице 2.1 представлен ориентировочный морфологический состав ТБО городов России, расположенных в разных климатических зонах. Город Архангельск — своеобразный североевропейский город России, административный центр Архангельской области. Расположен он севернее 60-й параллели (в северной части Восточно-Европейской равнины) в устье Северной Двины и на островах ее дельты, что в 50 км от Белого моря (рис. 2.2).
Обоснование репрезентативности натурных (сезонных) замеров твердых бытовых и крупногабаритных отходов
На основании натурных замеров установлено, что общий объем фактически установленных 2164 единиц контейнеров в 1568,40 м не превышает общего объема фактически накапливающихся ТБО в количестве 1362,80 м и составляет 86,89 % от общего объема установленных контейнеров. Отмечены лишь единичные случаи превышения объемов накапливающихся ТБО над объемами контейнеров на 2 маршрутах МУП «САХ» (№ 3 в территориальном округе Майская Горка в понедельник - 112,30 % при среднем накоплении ТБО 94,84 % и № 12 в Ломоносовском территориальном округе в пятницу - 103,6 % при среднем накоплении 99,84 %) и на маршруте ООО «АМПК» (№ 3 в Октябрьском территориальном округе во вторник и пятницу - 102,00 % при среднем накоплении ТБО 97,67 %).
При обследовании состояния контейнерных площадок выявлены 309 захламленных, что составляет 36,23 %, в т.ч. 208 из 655 площадок (31,76 %), обслуживаемых МУП «САХ», и 101 из 198 (51,01 %) у ООО «АМПК». Также установлено многократное повторение случаев размещения населением ТБО в наполненные контейнеры либо непосредственно на контейнерные площадки при наличии незаполненных (порожних) контейнеров на площадках. Кроме того, у части площадок отсутствуют бетонированное водонепроницаемое основание и ограждения. Работа системы регулярной промывки контейнеров в измеряемый период не зафиксирована.
Таким образом, экспериментально установлено, что при имеющем место несанкционированном поступлении коммерческих ТБО наполнение контейнеров составляет 86,89 % от их общего объема. При достаточной обеспеченности контейнерами и организованном вывозе ТБО специализированными организациями 36,23 % контейнерных площадок находятся в неудовлетворительном состоянии (захламлены). Это свидетельствует в первую очередь о низком уровне экологической культуры населения и слабой организации работы служб по уборке городских территорий.
Обследование наполнения контейнеров и состояния (захламленности) контейнерных площадок проведены в периоды общегородских массовых мероприятий с целью установления наибольшего фактического накопления ТБО.
Данные замеров заносились в ведомости первичных записей, и по ним выполнялись расчеты фактического накопления ТБО. Фактическое наполнение контейнеров ТБО на маршрутах, обслуживаемых территории проведения массовых мероприятий, представлены в таблице 3.20.
Установлено, что фактическое наполнение контейнеров ТБО на контейнерных площадках в местах проведения массовых мероприятий составляет 96,87 %, в среднем, в т.ч. в День города - 94,28 % и 99,46 % в День Военно-морского флота. Фактическое среднее наполнение контейнеров ТБО на маршрутах сбора и вывоза во время массовых мероприятий определено в размере 88,79 %, в т.ч. в День города -91,74 % и в День Военно-морского флота — 88,13 %. В День города в неудовлетворительном состоянии находились (захламлены) только 3 площадки в первый день, в период Дня Военно-морского флота - 19 площадок в первый и второй дни (10 и 9 площадок соответственно).
Определена степень влияния массовых мероприятий на общее накопление ТБО, что позволило установить их наибольшее накопление. Результаты исследований показали: 1) накопление ТБО в указанные периоды увеличивается в среднем на 9,98 % в местах проведения мероприятий и на 1,90 % на маршрутах сбора и вывоза; 2) наи-большее накопление ТБО в городе составляет 776,41 тыс. м /год (2,16 м /год на 1 чел.), ТБО и КТО - 841,10 тыс. м3/год (2,34 м3/год на 1 чел.). Установлено, что при несанкционированном поступлении ТБО от ООН наполнение контейнеров составляет около 86,89 % от их общего объема и 33,23 % контейнерных площадок находятся в неудовлетворительном состоянии, что свидетельствует в первую очередь о недостатках организации уборки города. В составе ТБО преобладают пищевые отходы, картон, стекло, полиэтилен, пластиковые бутылки, одноразовая посуда.
Морфологический состав ТБО определяет их свойства. Информация о наименованиях и количественном соотношении морфологических составляющих в ТБО необходима при организации и внедрении системы селективного сбора ТБО, выборе методов их обезвреживания, оценке целесообразности использования утильных компонентов. В то же время на соотношение составляющих ТБО существенное влияние оказывают степень благоустройства жилищного фонда, уровень благосостояния и культуры населения, сезоны года, климатические условия, а также организация пунктов раздельного сбора бумаги, пищевых отходов, стеклотары и т.д.
В соответствии с разработанным методом оценки состава ТБО фактический морфологический состав ТБО города установлен для жилищного фонда, жилищного фонда с встроенными и расположенными отдельно объектами общественного назначения и объектов общественного назначения по 29-компонентным составляющим (табл. 3.21 - 3.23).
Экспериментально подтверждены отличия морфологических составов ТБО в зависимости от типов объектов исследований, что наглядно представлено в таблице 3.21.
Фактический среднегодовой морфологический состав ТБО от жилищного фонда представлен в основном пищевыми отходами, стеклом, строительными отходами, керамикой, бумагой, текстилем, полиэтиленом, уличным сметом, картоном -и пластиковыми бутылками (рис. 3.8).
Анализ итогов постановки эксперимента по раздельному сбору твердых бытовых отходов в североевропейских условиях
Мировой опыт переработки ТБО показывает, что не существует какого-либо одного универсального метода, эффективно решающего проблему ТБО, удовлетворяющего современным требованиям экономики ресурсосбережения и позволяющего решить проблему переработки и обезвреживания всей массы ТБО.
Есть три базовых сценария ресайклинга: материально-сырьевой (переработка отходов во вторсырье), агротехнологический (переработка отходов в технический компост) и топливно-энергетический (сжигание до получения энергии) [32].
Для каждого городского или другого поселения метод выбирается исходя из конкретных местных условий, а именно размера поселения (муниципального образования, региона), состава и свойств ТБО, годовой нормы накопления ТБО, климатических условий, перспектив развития и архитектурно-градостроительной застройки, планируемых объектов, совершенствования инфраструктуры, динамики численности населения, потребности в органических удобрениях, энергетических ресурсах и вторичном сырье, экономических, социальных и многих других факторов [215, 247].
ТБО — богатый источник вторичных ресурсов, «бесплатный» энергоноситель, так как бытовой мусор представляет собой возобновляемое углеродсодержащее энергетическое сырье для топливной энергетики. Зарубежный опыт показывает, что рациональная организация переработки ТБО дает возможность использовать до 90 % продуктов утилизации в строительной индустрии, например, в качестве заполнителя бетона. По данным фирм, использующих в настоящее время даже малоперспективные технологии прямого сжигания ТБО, при сжигании 1000 кг ТБО можно получить такое же количество тепловой энергии, как при сжигании 250 кг мазута (сохраняется также первичное сырье, отсутствуют затраты на его добычу и т.д.) [215]. Однако для любого города и населенного пункта проблема удаления или обезвреживания ТБО является, в первую очередь, проблемой экологической. Весьма важно, чтобы процессы утилизации не нарушали экологическую безопасность города, нормальное функционирование городского хозяйства и не ухудшали условия жизни населения в целом.
Таким образом, при выборе метода переработки ТБО вначале необходимо исходить из соблюдения мер по охране окружающей среды и более рационального использования отходов при наименьших затратах, для чего требуется проведение эко-лого-экономического анализа технологий переработки. Выбранная технология должна обосновываться следующими критериальными оценками: экологическая приемлемость с точки зрения сокращения загрязнения окружающей среды и соблюдения норм законодательства (экологическая безопасность), санитарно-эпидемиологической безопасности всей системы обращения с ТБО, эффективность технологических и конструктивных решений (производительность технологии, уровень ее автоматизации; степень защищенности от аварийных ситуаций и залповых выбросов, коэффициент использования энергоносителей, применяемых в технологии), капитальные вложения и сроки их реализации, приведенные стоимостные удельные затраты на обезвреживание ТБО, т.е. критерии должны отражать объективные условия применения той или иной технологии [89,215].
По результатам эксперимента в ходе проработки направлений использования (переработки) основных компонентов ТБО разработана структурная модель процесса выбора технологий использования (переработки) ТБО, базирующаяся на информационном подходе к рассмотрению данного вопроса. Модель представлена на рисунке 4.15.
Для оценки снижения негативного воздействия на окружающую среду в качестве критериев предполагается использовать: процент (долю) снижения ТБО, размещаемых на свалке (полигоне) и как следствие увеличение срока службы свалки (полигона), предотвращенный экологический ущерб.
Выбор экологически безопасных технологий предлагается осуществлять на основе анализа процессов и взаимосвязей элементов в системе «массив входных данных - технология - технический объект (сооружение) - окружающая среда». Системный подход выражается в учете и структуризации факторов, характеризующих состояние системы, и комплексном характере их взаимодействия.
Целью процесса выбора технологий является сочетание параметров, обеспечивающих безопасное функционирование всей системы. Характеристики безопасного состояния, содержащие требования к техническим проектам, формируют блок «Требования». Основу модели составляет многокритериальная (3 блока критериев выбора) эколого-экономическая оценка функционирования элементов системы «массив входных данных - технический объект (сооружение)» и взаимодействие элементов «технический объект (сооружение) - окружающая среда». Важное значение при этом имеют исходные данные (массив входных данных) и банк данных технологий, а также необходимость анализа их динамики.
В случае выбора технологии, обеспечивающей сочетание таких параметров, при которых состояние системы характеризуется как безопасное, то результат считается положительным, а цель - достигнутой. В противном случае принимается решение о новом выборе технологии.
