Проблема твердых промышленных и бытовых отходов. Нарушение земель и последствия этих процессов

Рост населения Земли неуклонно приводит к росту объемов промышленного производства и, как следствие, увеличивается количество отходов, выбрасываемых в окружающую среду. На долю твердых отходов, приходится до 30% всех создаваемых промышленных отходов, причем часть из них являются высокотоксичными веществами. Это приводит к нарушению биологического равновесия в природных экосистемах, меняет состав и строение земной поверхности. Особенно негативного воздействия на окружающую среду, и в том числе на земную поверхность, предоставляет разработка полезных ископаемых открытым и, в ряде случаев, шахтным способом. Значительный вред почвам предоставляет складирования пустой породы в терриконы и отвалы, которые по своей массе и объему в несколько раз превышают объемы полезных продуктов. Так, например, в угольной промышленности собственно на уголь приходится только до 20% добытой горной массы. В химической промышленности наибольшее количество твердых отходов приходится на производство минеральных удобрений и серной кислоты. Например, твердые отходы производства серной кислоты - пиритных окурок - достигают

 

70% массы колчедана. На предприятиях черной металлургии накапливается значительное количество шлаков, переработка и вторичное использование которых не превышает 50%. Твердые отходы тепловых электростанций (пепел и шлак) составляют до 70 млн. тонн в год и их количество постоянно растет.

 

Объемы промышленных отходов, загрязняющих почвы, достигли значительных масштабов. В городах, например, в среднем на одного человека приходится 375-600 кгпромислових отходов ежегодно, а их общее количество на порядок превышает объемы продуктов производства. Поэтому, предупреждение загрязнения почв является сегодня одной из важнейших задач охраны окружающей среды. Оптимальным путем решения этой задачи является развитие безотходных и малоотходных технологий и этими вопросами занимается Техноэкология. Например, из золы многих каменноугольных месторождений, можно добывать редкие металлы, в том числе уран, германий, ванадий и т.д.. При добавлении к пепла теплоэлектростанций известняка, возможно производство качественного цемента. Поэтому, поставлена задача обязательной проверки всех возможностей утилизации каждого вида отходов, прежде чем их уничтожать или поховуваты. Использование твердых промышленных отходов в качестве вторичного сырья является на сегодня одним из приоритетных направлений минимизации антропогенного воздействия на окружающую среду.

 

Твердые отходы, образующиеся в различных отраслях промышленности в известной степени сохраняются на территории самого предприятия, однако, при большом их количестве, они вывозятся на специальные полигоны, где поховуються или обеззараживаются.

 

Нормируется уровень накопления отходов на территории предприятий, оценивается двумя показателями:

 

- Предельное количество токсичных промышленных отходов на территории предприятия;

 

- Предельное содержание токсичных соединений в промышленных отходах.

 

Предельное количество отходов на территории предприятий - это такое их количество, которое можно разместить при условии, что возможно накопление вредных веществ в воздухе не превышает 30% ПДК в воздухе рабочей зоны. Но опасные вещества и высокотоксичные отходы очистных сооружений удаляются с территории промышленных предприятий в течение суток. Предельное количество отходов определяют путем измерения содержания токсичных веществ в воздухе (с учетом эффекта суммации). Полученные средние концентрации делят на соответствующее значение 0, ЗхГДК в воздухе рабочей зоны (ГДКРз) и, если это отношение больше единицы, то количество отходов, находящихся на территории предприятия является предельной и они должны быть удалены.

 

Предельное содержание токсичных соединений в промышленных отходах определяется классом опасности этих отходов.

 

Организация полигонов является делом сложным и требует значительных капиталовложений. При складирования отходов, следует учитывать их гигиеническую классификацию, которая определяет свойства твердых промышленных отходов (см. табл. 2.21). В зависимости от категории промышленных отходов используют различные методы их утилизации - от складирования и переработки вместе с бытовыми твердыми отходами, к их индивидуального обеззараживания на специальных сооружениях, с захоронением продуктов обеззараживания.

 

Следовательно, промышленные отходы 1-3 категории могут складироваться на полигонах вместе с бытовыми. Место для таких полигонов выбирают за пределами города на территориях с глинистыми почвами. Основу выбранной площади делают в виде огромного корыта глубиной до 1,5 мдля средней полосы, где за год выпадает до 600 ммопадив. Фильтрат, который накапливается в нем, остается в пределах полигона, и не загрязняет почву, наземные и подземные воды. Часть фильтрата испаряется, а часть просачивается внутрь, где вызывает медленный биотермических процесс, протекает с повышением температуры до 30 ° С. При необходимости, когда количество осадков велика, фильтрат собирают со дна и разбрызгивают по поверхности складируемых отходов. Если глинистого грунта нет и основу полигона приходится делать в водопроникливих грунтах, дно "корыта" выстилают слоем привезенной глины толщиной не менее 0,5 м. Полигон разделяют на отдельные участки, которые заполняют послойно: слой до 2 м высоты уплотняют бульдозерами с перекрытием слоев грунтом толщиной до 0,25 м Изоляция грунтом и его последующее уплотнение препятствуют загрязнению окружающей среды, а также распространению грызунов и насекомых. Высота складирования на таких полигонах достигает 60 м. Полигоны могут иметь различное соотношение длины и ширины, а расходы земельных площадей под полигоны зависят от численности жителей в городе и высоты складирования, и составляет, в среднем, 0,05-0,35 га / год на каждые 50 тыс. жителей. В закрытых от соприкосновения с воздухом отходах возникает анаэробный процесс, при котором выделяется биогаз (СН4 + С02), широко используют как топливо.

 

Некоторые виды твердых промышленных отходов вследствие их высокой токсичности необходимо обеззараживать на специальных сооружениях. Токсичные промышленные отходы могут также складироваться, перерабатываются и обеззараживанию централизованно на специальных полигонах и станциях переработки и нейтрализации. Подобные полигоны бывают нескольких типов:

 

- Для обеззараживания одного вида отходов только захоронением или химическим способом;

 

- Комплексные.

 

Комплексные полигоны разделяют на зоны приемки и захоронение твердых негорючих отходов, зоны приема и захоронения жидких химических отходов и осадков сточных вод, которые не подлежат утилизации, зоны захоронения особо вредных отходов и зоны пламенного уничтожения горючих отходов.

 

Захоронения промышленных отходов У-У И категорий проводят в котлованах глубиной до 10-12 м. Токсичные отходы размещают в специальную тару для герметизации, а потом размещают в этих железобетонных котлованах. Полигоны промышленных отходов обязательно огораживают и такие участки должны строго охраняться.

 

Особенно негативное влияние на поверхность Земли предоставляет добычи полезных ископаемых открытым способом и места складирования пустой породы в терриконы при шахтном способе добычи полезных ископаемых. Такие земли называют нарушенными.

 

Процессы естественного восстановления растительного слоя почв и рельефа нарушенных земель проходят медленно или вообще могут быть неэффективными и недейственными, потому что нарушение земной поверхности не исчезает, а становится устойчивым техногенных формированием. Нарушенные земли подлежат искусственном восстановлению. С целью сохранения и улучшения плодородия земель и предоставления площадям с нарушенной поверхностью свойств, которые характерны окружающим природным комплексам, осуществляется рекультивация земель.

 

Рекультивация земель - это комплекс инженерно-технических, мелиоративных, агротехнических, лесохозяйственных и других работ, выполняемых с целью восстановления плодородия нарушенных земель, а также улучшение условий среды.

 

В зависимости от последующего использования нарушенных земель, различают следующие направления рекультивации:

 

сельскохозяйственная - создание на рекультивированных землях пахотных и кормовых угодий, садов и виноградников;

 

лесохозяйственная - создание лесопосадок эксплуатационного и специального назначения: почвозащитных, санитарно-защитных и т.п.;

 

водохозяйственная - строительство водоемов различного назначения: водохранилища, водоемы для разведения рыбы и т.п.;

 

рекреационная - строительство зон отдыха, парков, бассейнов, пляжей;

 

строительная - освоение территорий карьеров и отвалов под жилищное и промышленное строительство, использование материала терриконов как строительных материалов для укрепления эродированных земель, засыпки оврагов и т.п.;

 

санитарно-гигиеническая - биологическая консервация нарушенных земель, которые негативно влияют на природную среду, рекультивация которых для их использования в народном хозяйстве экономически не целесообразна;

 

комбинированная - объединение двух и более направлений, например лесо-и водохозяйственного с рекреацийклм.

Критерием выбора рационального ТГУ рекультивации является социальный или экономический эффект от проведенных работ.

 

Работы по рекультивации земель проводят, как правило, в два этапа: техническая рекультивация и биологическая.

 

Техническая рекультивация включает подготовку земель, конструирования их поверхности для последующего целевого использования. К ней относят снятия, складирования и сохранения плодородного слоя почвы, селективное, послойное формирование отвалов горно-плановые работы по выравниванию поверхности нарушенных земель, покрытие рекультивированных земель плодородным слоем земли, строительство подъездных путей, проведение противоэрозионных, гидромелиоративных мероприятий. В отдельных случаях, при водохозяйственным рекультивации, могут проводиться работы по укреплению бортов карьеров, мероприятия по формированию благоприятного химического состава воды и т.д..

 

Биологическая рекультивация включает комплекс мероприятий по восстановлению плодородия почв, повышению продуктивности сельскохозяйственных и лесных угодий, восстановления флоры и фауны, а также устранения негативного влияния нарушенных земель на окружающую среду. Во всех случаях биологический этап рекультивации является техническим условиям технического этапа. Следует отметить, что биологическая рекультивация также может проводиться в несколько стадий.

 

В целом, возможность проведения биологической рекультивации и ее эффективность определяется почвообразующих породой.

 

С точки зрения уменьшения нарушения земной поверхности предпочтение отдают подземным разработкам. их экологичность зависит от способа ведения подземных горных работ. Существуют способы ведения горных работ, обеспечивающих предупреждение и сокращение площадей возбужденного земной поверхности.

 

Эти проблемы касаются, преимущественно, влияния промышленности и энергетики на экологическое состояние почв. В то же время, одним из мощных источников загрязнения почвы и других сред (водоемов, воздуха, биологических объектов) является сельское хозяйство.