Gulzhan**
27.11.2018, 18:20
Планета мусора: что делать с тоннами отходов человечества
Александр Березин
27 ноября 2018 13:28
Мусор сопровождает человека всегда и всюду. Каждый из нас производит сотни килограммов отходов в год,и сколько ни сортируй — бумагу отдельно,пластик отдельно, — львиная доля их так и останется мусором. Что делать?
Древние люди сбрасывали отходы в мусорные кучи и ямы еще до появления Homo sapiens. Репутация у свалок никогда не была особо позитивной, а в последнее время рухнула в невиданные бездны. 21 марта 2018 года сразу 23 школьника подмосковного Волоколамска были госпитализированы из-за отравления сероводородом, который выделяется при гниении органики на расположенном неподалеку полигоне для захоронения отходов. Одними газами дело не ограничивается: в «подошве» любой мусорной горы неизбежно скапливаются влажные отходы, которые могут просачиваться в грунтовые воды. Вокруг мигом появляются полчища крыс, мух и прочих не самых полезных созданий.
Стандартная реакция на такие истории — закрыть, как это произошло в 2017 году с полигоном в Кучино или, уже в 2018-м, со старой частью волоколамской свалки. Ничего нового в такой позиции нет: например, Германия вовсе запретила создание мусорных свалок на своей территории.
Но что дальше?
Любая экономическая и хозяйственная деятельность связана с образованием отходов — и если не на свалку, то куда их девать? Может быть…
https://images2.popmeh.ru/upload/img_cache/248/2481780426eaeb57add5acfbb4429538_fitted_800x3000.j pg
Сжечь?
Естественное гниение мусора приводит к выделению не только сероводорода: львиная доля смеси приходится на углекислый газ (СО2), в наблюдаемых концентрациях вполне безвредный. Кроме того, в летучие продукты превращаются лишь считаные проценты от общей массы отходов. Но сжигание — это принципиально другая история. Если просто запалить огонь, как это делают соседи по даче, то газов будет на порядок больше, и значительную их часть составит ядовитый угарный газ (СО) — продукт ускоренного и неполного окисления органики.
Сама повышенная температура ведет к образованию канцерогенных диоксинов, фуранов, токсичных оксидов азота (NOx) и т. д. Горячий воздух поднимает вверх даже такие элементы, как ртуть, свинец и другие тяжелые металлы, микро- и наночастицы. При этом каждые сутки мы пропускаем как минимум восемь кубометров воздуха через свои легкие, и они не слишком эффективно отфильтровывают такую «нанопыль». Итог вполне предсказуем: по существующим оценкам, бесконтрольное сжигание мусора уносит в год около 270 тыс. жизней. Вспомните об этом, когда будете в очередной раз дискутировать с соседями по даче.
Впрочем, основная масса жертв приходится на страны третьего мира. Скажем, в Европе продукты сжигания обязательно проходят фильтрацию, за счет чего общая масса выбросов на крупных мусоросжигательных предприятиях этих стран за последние 25 лет упала на 98−99%. Видимо, об этом говорил и президент Путин, обещавший строительство в России 200 новых мусоросжигательных заводов: «Речь, безусловно, идет не о каких-то керосинках, которые только ухудшают экологическую обстановку при сжигании, а о самых современных предприятиях с новейшими технологиями».
Но чудес не бывает: эксперты компании Veolia показали, что существующие технологии, способные улавливать до 99% частиц размером от 10 мкм, далеко не так эффективны с более мелкой пылью. Они удаляют максимум 65−70% частиц диаметром 2,5−10 мкм и 5−30% частиц меньше 2,5 мкм. Беда в том, что наша дыхательная система работает как раз сходным образом: она легко задерживает большие частицы, но проницаема для мелких и мельчайших. Нельзя ли как-то избавиться от них полностью, еще на заводе…
Уничтожить окончательно?
Действительно, в последние годы все активнее используется сравнительно новая технология плазменной обработки мусора. Пара металлических электродов создает электрическую дугу в атмосфере инертного аргона или азота. Температура здесь достигает 2000−10 000 °C. Это не горение в обычном понимании: кислорода в такой системе крайне мало, разве только тот, что выделяется из самого мусора. А без него не образуются и главные загрязнители — диоксины, фураны, оксиды азота, диоксид серы…
Кроме того, уничтожаемый таким образом мусор почти не создает микрочастиц: плазма буквально разрывает на части не только отдельные частицы, но и молекулы. Образовавшуюся газовую смесь довольно легко сепарировать. Легкие водород и угарный газ можно сжечь уже обычным способом: их сочетание образует синтез-газ, который дожигается для выработки энергии. Тяжелые фракции после плазмы образуют шлак.
https://images1.popmeh.ru/upload/img_cache/248/2488b6f06a8ea7fd9c9c7ce7670fe77e_fitted_800x3000.j pg
Плазменная термообработка мусора отличается от обычного сжигания не меньше, чем чудеса немецкого автопрома — от бед российского. Но и стоит такое производство соответствующе. Аргон, охлаждаемые медные (а то и вольфрамовые, чтобы добиться особенно горячей плазмы) электроды, оборудование для работы с сингазом — все это отнюдь не дешево. Кроме того, разорвать молекулы энергетически затратнее, чем просто окислить их, как при сжигании. Частично эти дополнительные затраты компенсируются выработкой энергии из сингаза. Но вот получить при этом заметные количества дополнительной энергии, как это делают многие мусоросжигательные предприятия, уже не выйдет.
Таким образом, у нас на руках два метода: дешевое и не слишком чистое сжигание либо дорогое, но безопасное плазменное разложение. Но есть и третий. По данным Организации экономического сотрудничества и развития (ОЭСР), в мире немало стран, причем весьма развитых, которые обходятся и без сжигания, и без плазмы. Скажем, Канада вторично перерабатывает менее четверти своего мусора, зато 72% его — вы не поверите…
Вывозится на свалки
В Израиле в захоронениях заканчивает 81% отходов, а в Новой Зеландии — до 100%, курортные Мальдивы используют мусор как основание для нового строительства, энергично расширяя острова в океан. В отличие от чрезвычайно плотно заселенной Германии, у этих стран достаточно неосвоенных и не слишком перспективных территорий, чем они и пользуются. При этом такие свалки трудно заметить по запаху или шныряющим вокруг крысам: захоронение, как и сжигание, вполне можно проводить с умом. Достаточно строго соблюдать технологии и требования безопасности, как это принято повсюду, от Канады до Новой Зеландии.
Разрешение на устройство полигона в таких странах получается несколько месяцев, и его нельзя организовать в 2−3 км от города. Сначала тщательно изучают гидрогеологические условия, а основание застилают сплошной изоляцией, затрудняющей утечки жидкого фильтрата в почву. Слои нового мусора пересыпают землей и трамбуют ежедневно, а в их толщу закладывают прочные трубы, по которым поднимающиеся вверх газы могут выходить к специально установленным факелам — горение не приводит к появлению опасных микрочастиц. В результате газ не накапливается в кургане отходов, чтобы по весне рвануть и отравить местных жителей, а постоянно и понемногу удаляется и уничтожается.
Наконец, еще при выдаче разрешения оговаривается порядок рекультивации: какой гидроизоляцией мусор будет накрыт после окончания использования свалки, какой толщины слой земли будет уложен на эту изоляцию, до какой степени он будет утрамбован, сколько перегноя нанесут, какие виды деревьев посадят и какой высоты будут саженцы. Дорого? Дороже мусорки за углом — но даже в таком виде свалки дешевле и сжигания, и тем более плазменной переработки.
Тут даже не надо много выдумывать, достаточно использовать соответствующие руководства по управлению свалками, давно апробированные другими странами. И конечно, заложить туда приличные штрафы для водителей, которым будет лень доезжать до полигона, а также для нарушающих регламент операторов свалки.
Да, такие меры не сразу сделают из наших мусорщиков новозеландских, но других способов просто нет. Не надо думать, что мусоросжигательные заводы будет проще регулировать. Мусор на них будут доставлять точно такие же водители, и владеть этими предприятиями будут такие же обычные бизнесмены, норовящие сэкономить на фильтрации. Регулировать эту сферу государству придется с той же строгостью — и не лучше ли выбрать технологию, которая считается чище сжигания и куда доступнее плазмы?
Статья «Мусор и ветер» опубликована в журнале «Популярная механика» (№8, Август 2018 (https://www.popmech.ru/magazine/2018/190-issue/))
Популярная механика
Александр Березин
27 ноября 2018 13:28
Мусор сопровождает человека всегда и всюду. Каждый из нас производит сотни килограммов отходов в год,и сколько ни сортируй — бумагу отдельно,пластик отдельно, — львиная доля их так и останется мусором. Что делать?
Древние люди сбрасывали отходы в мусорные кучи и ямы еще до появления Homo sapiens. Репутация у свалок никогда не была особо позитивной, а в последнее время рухнула в невиданные бездны. 21 марта 2018 года сразу 23 школьника подмосковного Волоколамска были госпитализированы из-за отравления сероводородом, который выделяется при гниении органики на расположенном неподалеку полигоне для захоронения отходов. Одними газами дело не ограничивается: в «подошве» любой мусорной горы неизбежно скапливаются влажные отходы, которые могут просачиваться в грунтовые воды. Вокруг мигом появляются полчища крыс, мух и прочих не самых полезных созданий.
Стандартная реакция на такие истории — закрыть, как это произошло в 2017 году с полигоном в Кучино или, уже в 2018-м, со старой частью волоколамской свалки. Ничего нового в такой позиции нет: например, Германия вовсе запретила создание мусорных свалок на своей территории.
Но что дальше?
Любая экономическая и хозяйственная деятельность связана с образованием отходов — и если не на свалку, то куда их девать? Может быть…
https://images2.popmeh.ru/upload/img_cache/248/2481780426eaeb57add5acfbb4429538_fitted_800x3000.j pg
Сжечь?
Естественное гниение мусора приводит к выделению не только сероводорода: львиная доля смеси приходится на углекислый газ (СО2), в наблюдаемых концентрациях вполне безвредный. Кроме того, в летучие продукты превращаются лишь считаные проценты от общей массы отходов. Но сжигание — это принципиально другая история. Если просто запалить огонь, как это делают соседи по даче, то газов будет на порядок больше, и значительную их часть составит ядовитый угарный газ (СО) — продукт ускоренного и неполного окисления органики.
Сама повышенная температура ведет к образованию канцерогенных диоксинов, фуранов, токсичных оксидов азота (NOx) и т. д. Горячий воздух поднимает вверх даже такие элементы, как ртуть, свинец и другие тяжелые металлы, микро- и наночастицы. При этом каждые сутки мы пропускаем как минимум восемь кубометров воздуха через свои легкие, и они не слишком эффективно отфильтровывают такую «нанопыль». Итог вполне предсказуем: по существующим оценкам, бесконтрольное сжигание мусора уносит в год около 270 тыс. жизней. Вспомните об этом, когда будете в очередной раз дискутировать с соседями по даче.
Впрочем, основная масса жертв приходится на страны третьего мира. Скажем, в Европе продукты сжигания обязательно проходят фильтрацию, за счет чего общая масса выбросов на крупных мусоросжигательных предприятиях этих стран за последние 25 лет упала на 98−99%. Видимо, об этом говорил и президент Путин, обещавший строительство в России 200 новых мусоросжигательных заводов: «Речь, безусловно, идет не о каких-то керосинках, которые только ухудшают экологическую обстановку при сжигании, а о самых современных предприятиях с новейшими технологиями».
Но чудес не бывает: эксперты компании Veolia показали, что существующие технологии, способные улавливать до 99% частиц размером от 10 мкм, далеко не так эффективны с более мелкой пылью. Они удаляют максимум 65−70% частиц диаметром 2,5−10 мкм и 5−30% частиц меньше 2,5 мкм. Беда в том, что наша дыхательная система работает как раз сходным образом: она легко задерживает большие частицы, но проницаема для мелких и мельчайших. Нельзя ли как-то избавиться от них полностью, еще на заводе…
Уничтожить окончательно?
Действительно, в последние годы все активнее используется сравнительно новая технология плазменной обработки мусора. Пара металлических электродов создает электрическую дугу в атмосфере инертного аргона или азота. Температура здесь достигает 2000−10 000 °C. Это не горение в обычном понимании: кислорода в такой системе крайне мало, разве только тот, что выделяется из самого мусора. А без него не образуются и главные загрязнители — диоксины, фураны, оксиды азота, диоксид серы…
Кроме того, уничтожаемый таким образом мусор почти не создает микрочастиц: плазма буквально разрывает на части не только отдельные частицы, но и молекулы. Образовавшуюся газовую смесь довольно легко сепарировать. Легкие водород и угарный газ можно сжечь уже обычным способом: их сочетание образует синтез-газ, который дожигается для выработки энергии. Тяжелые фракции после плазмы образуют шлак.
https://images1.popmeh.ru/upload/img_cache/248/2488b6f06a8ea7fd9c9c7ce7670fe77e_fitted_800x3000.j pg
Плазменная термообработка мусора отличается от обычного сжигания не меньше, чем чудеса немецкого автопрома — от бед российского. Но и стоит такое производство соответствующе. Аргон, охлаждаемые медные (а то и вольфрамовые, чтобы добиться особенно горячей плазмы) электроды, оборудование для работы с сингазом — все это отнюдь не дешево. Кроме того, разорвать молекулы энергетически затратнее, чем просто окислить их, как при сжигании. Частично эти дополнительные затраты компенсируются выработкой энергии из сингаза. Но вот получить при этом заметные количества дополнительной энергии, как это делают многие мусоросжигательные предприятия, уже не выйдет.
Таким образом, у нас на руках два метода: дешевое и не слишком чистое сжигание либо дорогое, но безопасное плазменное разложение. Но есть и третий. По данным Организации экономического сотрудничества и развития (ОЭСР), в мире немало стран, причем весьма развитых, которые обходятся и без сжигания, и без плазмы. Скажем, Канада вторично перерабатывает менее четверти своего мусора, зато 72% его — вы не поверите…
Вывозится на свалки
В Израиле в захоронениях заканчивает 81% отходов, а в Новой Зеландии — до 100%, курортные Мальдивы используют мусор как основание для нового строительства, энергично расширяя острова в океан. В отличие от чрезвычайно плотно заселенной Германии, у этих стран достаточно неосвоенных и не слишком перспективных территорий, чем они и пользуются. При этом такие свалки трудно заметить по запаху или шныряющим вокруг крысам: захоронение, как и сжигание, вполне можно проводить с умом. Достаточно строго соблюдать технологии и требования безопасности, как это принято повсюду, от Канады до Новой Зеландии.
Разрешение на устройство полигона в таких странах получается несколько месяцев, и его нельзя организовать в 2−3 км от города. Сначала тщательно изучают гидрогеологические условия, а основание застилают сплошной изоляцией, затрудняющей утечки жидкого фильтрата в почву. Слои нового мусора пересыпают землей и трамбуют ежедневно, а в их толщу закладывают прочные трубы, по которым поднимающиеся вверх газы могут выходить к специально установленным факелам — горение не приводит к появлению опасных микрочастиц. В результате газ не накапливается в кургане отходов, чтобы по весне рвануть и отравить местных жителей, а постоянно и понемногу удаляется и уничтожается.
Наконец, еще при выдаче разрешения оговаривается порядок рекультивации: какой гидроизоляцией мусор будет накрыт после окончания использования свалки, какой толщины слой земли будет уложен на эту изоляцию, до какой степени он будет утрамбован, сколько перегноя нанесут, какие виды деревьев посадят и какой высоты будут саженцы. Дорого? Дороже мусорки за углом — но даже в таком виде свалки дешевле и сжигания, и тем более плазменной переработки.
Тут даже не надо много выдумывать, достаточно использовать соответствующие руководства по управлению свалками, давно апробированные другими странами. И конечно, заложить туда приличные штрафы для водителей, которым будет лень доезжать до полигона, а также для нарушающих регламент операторов свалки.
Да, такие меры не сразу сделают из наших мусорщиков новозеландских, но других способов просто нет. Не надо думать, что мусоросжигательные заводы будет проще регулировать. Мусор на них будут доставлять точно такие же водители, и владеть этими предприятиями будут такие же обычные бизнесмены, норовящие сэкономить на фильтрации. Регулировать эту сферу государству придется с той же строгостью — и не лучше ли выбрать технологию, которая считается чище сжигания и куда доступнее плазмы?
Статья «Мусор и ветер» опубликована в журнале «Популярная механика» (№8, Август 2018 (https://www.popmech.ru/magazine/2018/190-issue/))
Популярная механика