Проведен анализ сбора и накопления твердых бытовых отходов, а также управление системой их управления. На этой основе разработана перспективный способ системы управление отходами базирующийся на селективной сборке и приема отходов образующейся в жилом и нежилом секторе. Использование данного способа позволить снизить объемы накопление отходов в полигоне ТБО, загрязнение атмосферы, почвы, поверхностных и грунтовых вод, улудчить санитарно-гигиенической обстановки полигона и микроклимата прилегающей территории, а также снизить заволеваемость населения.
За последние десятилетия во всех странах мира количество твёрдых бытовых отходов резко возросло. При этом переработка и утилизация бытовых отходов во всем мире становятся все более злободневной проблемой. Это главным образом касается крупных городов, где ежегодно скапливаются миллионы кубометров мусора. Переполненные мусорные полигоны, дымящиеся свалки и образованные несанкционированные свалки являются основными источниками загрязнения окружающей среды.
Полигоны ТБО не только вызывает эпидемиологическая опасность, они и неизбежно становятся мощным источником биологического загрязнения. Это происходит из-за того, что анаэробное (без доступа воздуха) разложение органических отходов вызывает образование взрывоопасного биогаза, представляющий угрозу для человека, а также вредно воздействующий на растительность и отравляющий воду и воздух. При этом, основной компонент биогаза – метан является одним из виновников возникновения парникового эффекта, разрушения озонового слоя атмосферы и прочих бед глобального характера. Нередко из-за выделения тепла при биохимической разложении и химической окислении материалы свалки самовозгоряется и горят, выбрасывая в атмосферу ядовитый дым. Қроме того, на десятки лет отчуждаются громадные территории полигонов, которые можно было бы использовать с большей пользой. Очень дорого обходится их рекультивация.
В зарубежных странах приемущественно для утилизации полигонов и переработки ТБО используются мусоросжигающие заводы, где из отходов вырабатывают тепловую и электрическую энергию. Однако несмотря на экономическую выгоду, данные заводы пагубно влияют окружающей среде и на здоровью человека При этом, согласно данных исследовании ученых Голландии мелкие частицы пыли разносят диоксины на большие расстояние и достигает до 24 км [3].
Цель исследования. Анализ данной ситуации накопления и переработки твердых бытовых отходов в Республике Казахстан и определения оптимальной условии внедрения раздельного сбора ТБО.
Материал и методы исследования. В Казахстане общий объем накопленных ТБО составляет около 100 млн. тонн, при этом ежегодное образование ТБО составляет порядка 5 – 6 млн. тонн. Из-за роста населения и промышленных объектов к 2025 году эта цифра может вырасти до 8 млн. тонн, В данное время отходы размещаются на полигонах без предварительной сортировки и обезвреживания. Распределение объемов размещения ТБО на полигонах и норм накопления твердых бытовых отходов в региональном разрезе представлена в табл. 1 [1].
Таблица 1
Распределение объемов размещения ТБО на полигонах и норм накопления твердых бытовых отходов в региональном разрезе
Город |
Население на конец 2012 года, тыс. чел. |
Размещение на полигонах ТБО в 2012 г. |
Количество накопления ТБО на человека |
тыс. тонн |
м3/чел в год |
||
Астана |
778,198 |
326,4 |
2,16 |
Алматы |
1475,429 |
549,12 |
2,55 |
Актау |
180,885 |
109,7 |
2 |
Актобе |
420,567 |
360,6 |
0,47 |
Атырау |
272,071 |
44,07 |
0,56 |
Караганда |
478,952 |
132,85 |
1,87 |
Костанай |
219,224 |
152,73 |
1,17 |
Уральск |
271,361 |
108,5 |
2,3 |
Шымкент |
662,1 |
64,55 |
1,7 |
Павлодар |
342,435 |
94,47 |
1,30 |
Кокшетау |
152,006 |
57,7 |
1,16 |
Усть-Каменогорск |
309,5 |
45,6 |
1,98 |
Талдыкорган |
156,162 |
17 |
2,77 |
Тараз |
343,275 |
34,96 |
0,54 |
Кызылорда |
253,960 |
36,1 |
1,7 |
Петропавловск |
206,043 |
62 |
2,07 |
Нормы накопления ТБО на душу населения в региональном разрезе имеют широкий диапазон от 80 до более 400 кг/чел в год. Однако следует отметить, что практически на всех полигонах ТБО в Казахстане в зоне приема отходов отсутствуют весы. В связи с этим тоннаж устанавливается путем перевода кубических метров в тонны, при этом применяется значение удельного веса от 250 до 300 кг на м3. В европейских странах этот показатель составляет 100–150 кг на м3 [1].
В странах Европы и США широко распространены способ селективной сборки ТБО.
Морфологический состав образуемых ТБО и их доля этих стран и Казахстана приведены в табл. 2 [1, 4].
Таблица 2Морфологический состав образуемых ТБО в некоторых странах, %
Виды материалов |
США |
Европа |
России |
Казахстан |
Корея |
Бумага, картон |
38,1 |
33,5 |
18 |
25 |
27 |
Крупногабаритные материалы |
12,1 |
12,2 |
0,3 |
– |
– |
Пищевые, растительные отходы и органические волокна |
10,9 |
34,7 |
25 |
37 |
23 |
Пластик и полимеры |
10,5 |
11,6 |
10 |
15 |
7 |
Металлы |
7,8 |
5,3 |
4,4 |
3 |
9 |
Резина, кожа, текстиль |
6,6 |
– |
7 |
9 |
3 |
Стекло |
5,5 |
2,8 |
10 |
6 |
5 |
Дерево |
5,3 |
2,1 |
2 |
3 |
4 |
Прочие |
3,2 |
– |
22,92 |
2 |
20 |
В настоящее время в Казахстане к переработке ТБО начали уделять особое внимание. На брифинге в службе центральных коммуникаций при Президенте Министр охраны окружающей среды Нурлан Каппаров заявил, что доля переработки ТБО в Казахстане к 2050 году составит 50 процентов [5]. По данным КазТАГ директор департамента по отходам министерства энергетики РК Бейбут Шаханов сообщил что в Казахстане до 2050 года планируется построит 41 завод по переработке ТБО [6]. Однако на сегодняшний день в Казахстане на системном уровне не налажен селективный сбор ТБО из мест образования отходов. Отходы собираются в контейнеры смешанным виде и беспорядочно, а также их вывоз осуществляется несвоевременно. Практически все отходы вывозятся на полигоны ТБО для захоронения, при этом из действующих полигонов ТБО за исключением полигона в г. Астане, все они не соответствует требованиям санитарных правил, экологическим стандартам захоронения и практически исчерпали свой срок действия. Кроме того, построенные в городах Астана и Алматы мусороперерабатывающие заводы простаивает из-за финансовых затруднении.
Морфологический состав ТБО Казахстана имеет большие расхождения данных и количество вторичных материальных ресурсов, содержащихся в ТБО составляет около 500 тыс. тонн бумаги и картона, 300 тыс. тонн стекла, 200 тыс. тонн металлов, 500 тыс. тонн пластмасс [1].
Анализ существующей состоянии накопление ТБО в Казахстане показывает необходимость совершенствовании системы управления отходами и применение передовых зарубежных методов.
Однако реализация перспективной селективной сборки в местах их образования в зарубежных странах имеют ряд недостатков. В частности, грамоздкость и большой объем транспортировки ТБО с места образования жилого и нежилого сектора на сортировочные станции.
На практике известны и другие способы оптимизации системы управления отходами. К ним относится метод управление отходами, где при сборе образуются три потока ТБО. В частности потоки отходов нежилого сектора, коллективно собранные в один контейнер вторсырье от населения и остаточные отходы жилого сектора [6]. Недостатком данного метода является трудоемкость сортировки отходов в сортировочных комплексах и станциях.
Результаты исследования и их обсуждение. Учитывая недостатки существующих систем управления отходами как в нашей стране, так и зарубежом предложена эффективная система управления ТБО. Эффективная система управление ТБО включает в себе прием всех видов отходов ТБО от жилого и нежилого сектора, а также селективная их сборка у места их образования, т.е. параллельно будут работать способа сбора ТБО. В пунктах приема ТБО осуществляется прием, заготовка и сдача их в виде сырья производителю продукции. При этом значительно снижается количество отходов накопленных раздельно в отдельных контейнерах на местах их образования, расходы по транспортировке, трудозатраты, снизится площадь полигона, загрязнение атмосферы, поверхностных и грунтовых вод, улучится санитарно-гигиеническая обстановка, а также увеличится эффективность использования и переработка отхода. Для обеспечение эффективности и совершенствовании предложенной системы управления и пересмотра существующего минталитета населения необходимо государственная поддержка предпринимателей занимающихся услугами приема в виде субсидии, а также стимулирование население на примере Австралии, где разыгрываются призы или принятие мер, как в Японии и Великобритании, где у населения не принимают несортированные отходы и штрафует в случае нарушение [7]. Фиксация нарушении определяется на основе разработанной программы обеспечение системы распознании.
Выводы. Результаты проведенных исследовании показали неудовлетворительное состояние полигонов ТБО в РК. Все полигоны кроме полигона города Астаны не отвечает требованием санитарно-гигиенической нормы и перевыполнены. Но несмотря на все предпринимаемые меры поддержки государства это проблема остается актуальной. На сегодняшней день не налажены система селективного сбора ТБО из-за неподготовленности населения. Для решения этих проблем разработана перспективная система управление отходами предусматривающей двухпоточной селективной сборки отходов и организация пунктов приема и дроблении, а также для изменения минталитета населения предложена стимулирование и программное обеспечения распознание населения. Разработанная система управление позволить снизить накопление отходы в полигонах, загрязнение окружающей среды и уменшить заболеваемость населения.