Реферат: Утилизация мусора
Мы имеем один экземпляр Вселенной
и не можем над ним экспериментировать.
В.Л.Гинзбург.
Каждый из нас выбрасываетогромное количество мусора. Так, среднестатистический москвич выбрасывает загод более 360 кг твёрдых бытовых отходов. И это только отходы, так сказать, индивидуальногопотребителя. Сюда входят ни строительные, ни промышленные отходы. Причём мывыбрасываем мусор как организованно (в помойные вёдра, урны и т. д.), так инеорганизованно (куда попало). Если весь мусор, выброшенный за год жителямиМосквы, распределить ровным слоем по городу, толщина этого слоя была бы около10 см. Чтобы не утонуть в грудах мусора и не отравиться продуктами егоразложения, его надо как-то утилизировать, или, проще говоря, куда-то девать.
Утилизациямусора – одна из важнейших проблем современной цивилизации. Особенно тяжелоутилизировать неорганизованно выброшенный мусор. Пока человечество придумалотри принципиально разных пути утилизации мусора:
1. Организация свалок.
2. Вторичное использование отходов.
3. Сжигание отход.
Однако ни один из них нельзяпризнать абсолютно приемлемым.
Вторичное использованиеотходов – наиболее ресурсосберегающий путь, но не всегда рентабелен как вэкономическом, так и в экологическом плане. Здесь существует ряд проблем.
Первая проблема заключается втом, что прежде чем мусор использовать, его необходимо рассортировать. Бумага,железяки, битое стекло – должно находиться отдельно. Очевидно, рассортироватьмусор, уже поступивший на свалку, практически невозможно – автоматов таких нет,а люди работают очень медленно, да и вредно это для их здоровья. Поэтомусортировать мусор надо в тот момент, когда его выбрасывают. Значит, каждыйчеловек должен завести отдельные вёдра для пищевых отходов, бумаги, пластмассыи т. д. Такой подход приживается в деревнях, но в городах подобные идеивнедрить трудно. Хотя в некоторых зарубежных странах на улицах уже появилисьотдельные контейнеры для разных типов мусора. Такой эксперимент по раздельномусбору мусора начат в г. Пущино, однако говорить о каких-либо результатах покарано.
/>
Вторая проблема – доставкамусора к месту переработки. Если мусора и потребителей продуктов егопереработки много, то и заводов, способных перерабатывать отходы такого типа,можно понастроить много. Тогда, например, битое стекло, собранное с окрестныхсвалок, будут перерабатывать на многочисленных стеклозаводах. А как быть сэлектрическими лампочками? В каждой лампочке содержатся несколько десятковмиллиграммов молибдена и вольфрама – редких и ценных металлов. Вторичнаяпереработка этих металлов требует высоких температур. Для поддержания высокихтемператур необходим реактор большого объёма. Поэтому в каждом городе завод,производящий электролампочки, а соответственно, и перерабатывающий молибден и вольфрам, не построишь – произойдёт затаривание. Таким образом, чтобыутилизировать молибден и вольфрам, надо объехать все помойки, собрать на каждойнесколько выброшенных лампочек и везти их за тридевять земель. На всё этонужен бензин – тоже недёшево и невозобновляемое сырьё, выделяющее при сгораниитоксичные вещества. Вот это и получается, что вторичная переработка лампочекпри всей её кажущейся привлекательности, занятие накладное. По той же причинене стоит организовывать централизованный сбор мусора для вторичногоиспользования в деревнях и сёлах.
/>
Третья проблема заключается втом, что мусор – сырьё принципиально нестандартное, т.е. каждая новая партиямусора, поступившая на переработку, будет заметно отличаться от предыдущей поцелому ряду параметров. Поэтому мусор невозможно использовать как сырьё дляпроизводства высококачественной продукции.
Таким образом, стольпривлекательная, на первый взгляд, идея вторичного использования бытовогомусора до сих пор почти не находит воплощения. Исключение составляют пищевые ирастительные отходы на садовых участках и в деревенских домах, которыекомпостируют, получая полезное удобрение. Поэтому мусор приходится либовывозить на свалки, либо сжигать.
Вывоз мусора на свалку –самый дешёвый, но при этом недальновидный способ его утилизации. Недальновидныйон в первую очередь потому, что мусор остаётся мусором. Свалки вокруг городовзанимают огромные площади. Ядовитые вещества, оказывающиеся на свалках,проникают в подземные воды, которые часто используются в качестве источниковпитьевой воды, развеиваются ветрами по окрестностям и тем самым наносят ущербокружающей среде. Кроме того, в результате процессов гниения без доступавоздуха образуются различные газы, которые также не освежают атмосферу вокругсвалки. Некоторые продукты гниения способны самовоспламенятся, поэтому насвалках регулярно возникают пожары, при которых в атмосферу выбрасывается сажа,фенол, бенз-а-пирен и прочие ядовитые вещества.
Итак, мусор сваливают наповерхность земли или подвергают захоронению. Что хуже – неизвестно, поскольку,с одной стороны, захоронённый мусор не даёт пыли, разлетающейся вокруг свалки,и не так портит ландшафт, а с другой – он находится ближе к грунтовым водам. Ктому же захоронения мусора – процесс достаточно дорогостоящий. Оно эффективнов том случае, если надо обезвредить небольшое количество мусора.
Тем не менее свалки мусорамогут оказаться полезными. Так, строительным мусором засыпают овраги, ямы ит.д. Поскольку основная часть строительного мусора по составу аналогичнаприродным камням, большого ущерба природе такое использование не наносит. НаЗападе существуют и уже осуществляются проекты рекультивируемых свалок.Во-первых, такие свалки дренируют, чтобы не допустить проникновения вод сосвалки в подземные водоносные горизонты. Во-вторых, их вентилируют, чтобы недопустить образования горючих и ядовитых газов. Мусор на свалку насыпают так,чтобы её поверхность была ровной.
Чтобы высвободить огромныеплощади, занимаемые свалками, возникла идея сжигания мусора: он долженпревратиться в газообразные продукты, которые развеялись бы в воздухе ивключились в естественный круговорот. Однако действительность отличается отидеи.
Во-первых, далеко не весьмусор горит. В частности, железо, содержащееся, например, в сломанных бытовыхприборах. Многие горючие отходы при сгорании дают золу, масса которой можетсоставлять несколько процентов от массы исходного мусора. Поэтому все шлаки,которые остаются после сгорания, всё равно приходится вывозить на свалки.
Во-вторых, мусор содержитмного влаги и трудносгораемых материалов, поэтому горит плохо. Неполноесгорание мусора приводит к выбросу огромного количества сажи и вредныхорганических соединений. Чтобы подобные вещества не выделялись, температурасгорания мусора должна быть выше 1200 С, но при простом сгорании мусоратемпература редко превышает 800 С. Приходится либо не давать энергии сгораниямусора рассеиваться, либо специально подогревать горящий мусор.
Есть проекты по сжиганиюмусора в расплавах солей, расплавленном железе и т.д. Были даже идеи добавлятьмусор в доменные печи, что вряд ли улучшило бы качество получаемого чугуна. Влюбом случае сжигание мусора – процесс, требующий специальных мер безопасности.
Приведём характеристикиосновных типов бытового и наиболее распространённого строительного мусора.
ПИЩЕВЫЕ ОТХОДЫ
Ущерб природе: практически не наносят. Используются для питания различнымиорганизмами.
Вред человеку: гниющие пищевые отходы – рассадник микробов.
Путиразложения: используются в пищуразными микроорганизмами.
Конечныйпродукт разложения: тела организмов,углекислый газ и вода.
Времяразложения: 1 – 2 недели.
Способ вторичногоиспользования: компостирование.
Наименееопасный способ обезвреживания:компостирование.
Категорическизапрещается бросать в огонь, так как могут образоваться диоксиды.
Макулатура
Материал:бумага, иногда пропитанная воском и покрытая различными красками.
Ущерб природе: собственно бумага ущерба не наносит. Однако краска,которой покрыта бумага, может выделять ядовитые газы.
Вред человеку: краска может выделять при разложении ядовитыевещества.
Путиразложения: используются в пищуразными микроорганизмами.
Конечныйпродукт разложения: перегной, теларазличных организмов, углекислый газ и вода.
Времяразложения: 2 – 3 года.
Способвторичного использования: переработкана обёрточную бумагу.
Наименееопасный способ обезвреживания: компостирование.
Продукты,образующиеся при обезвреживании:углекислый газ, вода, зола.
Категорически запрещеносжигать бумагу в присутствии пищевых продуктов, так как могут образоватьсядиоксиды.
Изделия из тканей
Ткани бывают синтетические инатуральные. Всё, написанное ниже, относится к натуральным тканям.
Ущерб природе: не наносят.
Путиразложения: используются в пищунекоторыми микроорганизмами.
Конечныйпродукт разложения: перегной, телаорганизмов, углекислый газ и вода.
Времяразложения: 2 – 3 года.
Способвторичного использования: компостирование.
Наименееопасный способ обезвреживания: сжиганиев условиях, обеспечивающих полнотусгорания.
Продукты,образующиеся при обезвреживании: углекислыйгаз, вода и зола.
Деревянные изделия.
Материал: дерево.
Ущерб природе: не наносят.
Вред человеку: могут вызвать травмы.
Путиразложения: используются в пищунекоторыми микроорганизмами.
Конечныйпродукт разложения: перегной, телаорганизмов, углекислый газ и вода.
Времяразложения: несколько десятков лет.
Способвторичного использования: переработкана бумагу или древесно-стружечный материал.
Наименееопасный способ обезвреживания: сжигание
Продукты,образующиеся при обезвреживании: углекислыйгаз и вода.
Консервные банки
Материал: оцинкованное или покрытое оловом железо.
Ущерб природе: соединение цинка, олова и железа ядовиты для многихорганизмов.Острые края банок травмируютживотных.
Вред человеку: ранят при хождении босиком. В банках накапливаетсявода, в которой развиваются личинки кровососущих насекомых.
Путиразложения: под действие кислородажелезо медленно окисляется.
Конечныйпродукт разложения: мелкие кускиржавчины или растворимые соли железа.
Времяразложения: на земле – несколькодесятков лет, в пресной воде – около 10 лет, в солёной воде – 1-2 года.
Способвторичного использования: переплавкавместе с металлом.
Наименееопасный способ обезвреживания: захоронениепосле предварительного обжига.
Продукты,образующиеся при обезвреживании: оксидыили растворимые соли железа, цинка и олова.
Металлолом
Материал: железо или чугун.
Ущерб природе: соединения железа ядовиты для многих организмов. Кускиметаллов травмируют животных.
Вред человеку: вызывают различные травмы.
Путиразложения: под действием растворённого в воде или находящегося в воздухе кислорода медленно окисляется до оксидажелеза.
Конечныйпродукт разложения: порошок ржавчиныили растворимые соли железа.
Скоростьразложения: на земле – 1 мм в глубинуза 10 – 20 лет, в пресной воде – 1мм в глубину за 3 – 5 лет, в солёной воде– 1 мм в глубину за 1 – 2 года.
Способвторичного использования: переплавка.
Наименееопасный способ обезвреживания: вывозна свалку или захоронение.
Продукты,образующиеся при обезвреживании: оксидыили растворимые соли железа.
Фольга
Материал: алюминий.
Ущерб природе: практически не наносит.
Путиразложения: под действием кислородамедленно окисляется до оксида алюминия.
Конечныйпродукт разложения: оксид или соли алюминия.
Времяразложения: на земле – несколько десятковлет, в пресной воде – несколько лет, Вт солёной воде – 1-2 года.
Способвторичного использования: переплавка.
Наименееопасный способ обезвреживания: захоронение.
Продукты,образующиеся при обезвреживании: оксидалюминия.
Банки из-под пива и других напитков
Материал: алюминий и его сплавы.
Ущерб природе: острые края банок вызывают травмы у животных.
Вред человеку: в банках накапливается вода, в которой развиваютсяличинки кровососущих насекомых.
Путиразложения: под действием кислородамедленно окисляется до оксида алюминия.
Конечныйпродукт разложения: оксид или соли алюминия.
Времяразложения: на земле – сотни лет, впресной воде – несколько десятков лет,
в солёной воде – нескольколет.
Способвторичного использования: переплавка.
Наименееопасный способ обезвреживания: захоронение.
Продукты, образующиеся при обезвреживании: оксид алюминия.
Стеклотара
Материал: стекло.
Ущерб природе: битая стеклотара может вызывать ранения животных.
Вред человеку: битая стеклотара может вызывать ранения. В банкахнакапливается вода, в которой развиваются личинки кровососущих насекомых.
Путиразложения: медленно растрескиваетсяи рассыпается от перепадов температур; стекло постепенно кристаллизуется ирассыпается.
Конечныйпродукт разложения: мелкая стекляннаякрошка, по виду неотличимая от песка.
Времяразложения: на земле – несколькосотен лет, в спокойной воде – около 100 лет.
Способвторичного использования: использованиепо прямому назначению или переплавка.
Наименееопасный способ обезвреживания: вывозна свалку или захоронение.
Продукты,образующиеся при обезвреживании: стекляннаякрошка.
Кирпичи
Материал: обожжённый алюмосиликат.
Ущерб природе: практически не наносит.
Вред человеку: может наносить травмы.
Путиразложения: медленно растрескиваетсяи рассыпается от перепадов температур.
Конечныйпродукт разложения: мелкая кирпичнаякрошка.
Времяразложения: на земле – несколькотысяч лет, в спокойной воде – несколько сотен лет, в полосе прибоя – нескольколет.
Способвторичного использования: переработкав крошку.
Наименееопасный способ обезвреживания: захоронение.
Изделия из пластмасс.
Ущерб природе: препятствует газообмену в почвах и водоёмах. Могутбыть проглочены животными, что приведёт к гибели последних.
Вред человеку: пластмассы могут выделять при разложении ядовитыевещества.
Путиразложения: медленно окисляютсякислородом воздуха. Медленно разрушается под действием солнечных лучей.
Конечныйпродукт разложения: углекислый газ ивода.
Времяразложения: около 100 лет, может бытьи больше.
Способвторичного использования: переплавка.
Продукты,образующиеся при обезвреживании: углекислыйгаз и вода.
Упаковка для пищевых продуктов
Материал: бумага и различные виды пластмасс.
Ущерб природе: могут быть проглочены животными.
Путиразложения: медленно окисляютсякислородом воздуха. Медленно разрушается под действием солнечных лучей.
Времяразложения: десятки лет, может быть ибольше.
Способвторичного использования: несуществует.
Наименееопасный способ обезвреживания: захоронение.
Продукты,образующиеся при обезвреживании: углекислыйгаз и вода, хлороводород, ядовитые соединения.
Категорическизапрещается сжигать указанные материалы, так как при этом могут образоватьсядиоксиды.
Батарейки
Очень ядовитый мусор!
Материал: цинк, уголь, оксид марганца.
Ущерб природе: ядовиты для многих организмов.
Вред человеку: ядовиты для человека.
Путиразложения: окисляются под действиемкислорода.
Конечныйпродукт разложения: соли цинка имарганца.
Времяразложения: на земле – около 10 лет,в спокойной воде – несколько лет, в солёной воде – около года.
Способвторичного использования: цинк можноиспользовать в школьной лаборатории для получения водорода, оксид марганца –для получения хлора.
Наименееопасный способ обезвреживания: вывозна свалку.
Продукты,образующиеся при обезвреживании: солицинка и марганца.
Приведённые сведенияпоказывают, что утилизация мусора – дело непростое и небезопасное. Поэтомуимеет смысл наряду с разработкой методов его утилизации каким-то образомуменьшить количество мусора на душу населения. К сожалению, в настоящее времянаблюдается обратная тенденция: эта величина, во всяком случае в крупныхгородах, растёт, в первую очередь, за счёт упаковки для продуктов и различныхпредметов одноразового использования. Изменение этой тенденции – важная задача,которая, к сожалению, выходит за рамки одной химии.