Текст книги "История мусора"

Автор книги: Катрин де Сильги

сообщить о нарушении

Текущая страница: 9 (всего у книги 20 страниц)

УСЛОВИЯ И ПРЕДЕЛЫ СТАБИЛИЗАЦИИ ОТБРОСОВ

В хранилищах прессованных отходов при недостатке кислорода выделяется газ, смесь метана и двуокиси углерода. Когда он внезапно приходит в контакт с воздухом, метан может вызвать пожары или взрывы. В США произошло много несчастных случаев со смертельным исходом, вызванных утечкой этого газа, в частности опустошение развлекательного центра в Атланте (1967 год), разрушение арсенала Национальной гвардии в Северной Каролине (1968 год) и взрыв жилого дома в Мичигане (1975 год). Следовательно, приходится ставить уловители этого газа, тем более что он способствует потеплению климата. В свалках с прессованным содержимым часто производят тщательный дренаж с определением концентрации и последующей нейтрализацией метана или выжиганием.

Дренажные системы призваны отбирать не только выделения газа, но и жидких составляющих, чтобы избежать заражения окрестной естественной среды. Потенциальные инфильтраты, содержащие вредоносные элементы, отсасываются и подвергаются очистке. Чтобы избежать их проникновения в водоносные слои почвы, дно и боковые поверхности отсеков хранения защищают водонепроницаемыми покрытиями, как правило, это геомембрана на полиэтиленовой основе. Особенно строго соблюдаются условия завершающей засыпки верхнего защитного слоя, часто включающего полупроницаемый слой пластика, чтобы противодействовать попаданию внутрь дождевой воды, отнюдь не препятствуя процессам разложения.

При всех нынешних заметных улучшениях методики этот тип хранения отходов не вызывает полного доверия. Рекомендации не всегда соблюдаются, когда дело идет о выборе места для площадки либо о неукоснительном применении геомембраны для предупреждения вредоносной инфильтрации. Ко всему прочему и геомембраны, и панцирь из пластика поверх свалки часто деформируются и растрескиваются при совокупных атаках со стороны животных, корней растений, хозяйственной химии или температурных перепадов: мороза и таянья.

После закрытия свалки ответственная организация должна следить за ее эволюцией, чтобы вовремя исправлять прораны в предохранительном покрытии, контролировать подземные воды вокруг и предотвращать возможные газовые выбросы и инфильтрацию. Но предварительное получение уже инертных и стабильных отбросов часто занимает больше времени. Плотно прижатые друг к другу отбросы входят в химическое взаимодействие с отделением опасных сточных вод.

В Европе было решено лимитировать поступление на свалки биоразложимых отбросов. Так, директива Евросоюза № 99/31/СЕ от 26 апреля 1999 года по поводу хранения отбросов требует от стран-участниц определить стратегию, позволяющую ограничить масштабы захоронения муниципальных биоразложимых отходов (по сравнению с состоянием на 1995 год) с 75% в 2010 году до 35% в 2020-м. Согласно этому постановлению, французские предприятия, занятые складированием мусора, уже с июля 2002 года переориентированы преимущественно для работы с «кризисными отбросами». Отныне покончено (в теории, по крайней мере) с приемом всего без ограничений! Но на самом деле термин «кризисные отбросы» трактуется довольно расплывчато (по закону от 13 июля 1992 года, относящемуся к решению подобных проблем, а также к государственным и общественным образованиям, имеющим объявленной целью охрану окружающей среды: «Кризисным называется род отбросов, уже подвергнутых или еще не подвергнутых переработке, которые невозможно технологически обрабатывать согласно местным техническим и экономическим условиям, в частности путем устранения изменяемых составляющих или уменьшения их опасных либо вредоносных потенций»). Он распространяется на отходы от технологической обработки отбросов. Приемлемыми оказываются отбросы, более не подверженные изменениям, стабилизированные, то есть уже не эволюционирующие биологически либо физико-химически. Это значит, что органика бесповоротно не допускается на свалки.

Один из способов, применяемых для достижения соответствия этим требованиям и стабилизации отходов, – предварительная механобиологическая обработка. Этот процесс сокращает содержание органики и делает оставшуюся более «инертной», более пригодной для складирования. Также снижается объем возможного газообразования. На заводах только что собранные отходы дробятся, проходят сквозь сита, калибруются для отделения содержащих органические включения фракций от всех прочих. После ферментации, вызревания и аффинации органические остатки иногда предлагаются на продажу в виде компоста. А еще они используются для производства метана в качестве источника энергии. Эти остаточные фракции освобождаются от вкраплений металла и стекла, а затем отчасти отправляются для захоронения на свалки, отчасти используются как топливо.

Эта технология, которую американцы называют «dry tomb» («сухая могила»), позволяет отправлять на свалку только стабилизованные вещества. Наибольшее развитие она получила в Германии. Теперь она представляет реальный интерес, позволяя стабилизировать подверженные ферментации фракции перед окончательным захоронением отбросов. Однако она необычайно энергоемка. Существует сильное искушение использовать полученный субстрат в сельском хозяйстве. Не рискуем ли мы повторить предыдущие ошибки, получая на продажу компост низкого качества из необработанных отходов, полученных после предварительного измельчения? Таким образом, сортировка-компостирование, похоже, обретает вторую молодость, несмотря на очень неблагоприятные результаты, полученные в 1980-х. Достаточно ли будет технологических усовершенствований для увеличения выхода, а значит, и качества полученного сырья, чтобы его приняли земледельцы? Вдобавок этот метод предварительной биомеханической обработки, если его не применяют во всей полноте, приводит к отрицательным последствиям, схожим с теми, что наблюдаются при хранении в обычных свалках.

Использование биореактора – противоположный путь обработки. Здесь ускоряется разложение органических отходов прямо в недрах свалки, и в результате получается биогаз. Функционирование метода здесь обеспечивается постоянным увлажнением, позволяющим бактериям работать. Однако поскольку спрессо-ваность составляющих часто мешает проникновению внутрь дождевой влаги, тут применяют сточные воды нижних уровней, снова впрыскивая их в верхние, а иногда прибегают к уже бывшей в употреблении воде. В массу отходов можно также вдувать воздух и тем дополнительно стимулировать жизнедеятельность производящих метан микроорганизмов. В гигантском желудке отсека свалки происходит активная биодеградация, и процесс завершается не за тридцать лет, а за десять.

Встречаются биореакторы трех типов: аэробные (с продувкой воздухом), анаэробные (без продувки) и гибридные. В последних обработка производится поэтапно: чаще всего начинают с анаэробного разложения органики для получения биогаза, возвращая в верхние слои отбросов собранные жидкие продукты их окисления и добавленные водные суспензии. В Европе множатся подобные попытки обработки, в частности в вандейской коммуне Лавернь, но особенно интенсивно экспериментируют в Новом Свете. При всем том биореактор не вписывается в современные правила хранения отбросов, исключающие наличие биологически активных компонентов. Хотя использование подобных реакций в промышленных целях выглядит очень привлекательно, но практическое воплощение этих замыслов наталкивается на нерешенные вопросы, связанные, например, с равномерным увлажнением всей биомассы. Кроме прочего, попутно выделяется немало вредоносных продуктов биохимических реакций, которые пока не удается нейтрализовать.

ОТБРОСЫ ОБСТУПАЮТ ГОРОДА И ОБРАЗУЮТ ОСТРОВА

В поселениях времен раннего Средневековья выбрасываемые хозяйственные остатки частично убирались тряпичниками и крестьянами, заимствующими из этого источника удобрение для пашни, а также поедались бродячими животными. Остаток послойно затаптывался, трамбуясь в немощеный почвенный слой улицы, и входил в его состав, отчего там постепенно, как в античных поселениях, «уровень мостовых поднимался, так что вход в жилища уходил наклонно вниз, а новые постройки нависали над давно стоящими», как свидетельствует Л. Мамфорд, американский философ и историк развития науки и техники, в своей книге «Город в истории».

Нечистоты перестали накапливаться на улицах только по мере того, как городские власти принялись систематически изгонять на окраины все, что связано с хранением и обработкой дурно пахнущих веществ и материалов: бойни, красильни, цеха по разделке туш и обработке мясных субпродуктов. В Париже уже с XII века часть отходов сразу перевозили в заранее предписанные места, называемые «свалочными (или «смрадными») яминами», на далеких подступах к городу, а после эдикта 1674 года «свалочные ямины для грязи и нечистот» стали отличать от «ямин для дохлятины и всего извергнутого», наиболее известные из коих находились около виселицы в Монфоконе. Там скапливалось все содержимое отхожих мест. Доставленное туда высушивалось, размельчалось и превращалось в «крупку», каковую очень ценили селяне-земледельцы.

Нечистоты, копящиеся на подходах к городу, образуют на ровной поверхности крупные бугры, а то и целые холмы сероватого или зеленоватого цвета, как Телль («Холм» по-арабски) у сирийского города Хамы или нидерландские Кьёкенмёддинги, на которых строили ветряные мельницы. Монте-Тестаччо в Риме был не более чем заурядной кучей отбросов. С увеличением числа построек и последовательным возведением концентрических защитных стен старинные свалочные места в утрамбованном виде попадали внутрь городской черты. В Париже подобные мусорные скопления залегают под всхолмлениями бульваров Дев Голгофы, Бомарше, Бон-Нувель, Сен-Дени и Сен-Мартен. В Средние века они составляли лабиринт Ботанического сада, над которым теперь высятся изысканные кроны редкостных деревьев.

Эти скопления ошметков прошлого нередко весьма прельщают археологов, ибо остатки человеческой жизнедеятельности подчас представляют бесценные свидетельства о жизни и нравах минувших эпох: до нас доходят ржавые инструменты и орудия древних шумеров, осколки амфор времен римских завоеваний и прочие следы канувших цивилизаций или самого начала нашей. Так, в связи с раскопками, связанными с благоустройством Лувра, откопали бигуди из обожженной глины, служившие для завивки париков «великого» семнадцатого столетия, и упакованные вместе четыре сотни куриных крылышек – скорее всего, остатки какого-то пиршества.

И в наши дни заполненные свалки нередко выглядят искусственными всхолмлениями на земле или морском дне. После их закрытия площадки рекультивируются для использования в самых неожиданных целях. Однако множество несчастных случаев наводит на мысль, что в их выборе прежде всего надо проявлять осторожность. Если заполнение свалки произошло не так давно, там не следует сооружать жилые дома и вообще все, что предполагает закладку фундаментов. Колебание плотности в скоплениях разного состава чревато неприятнейшими сюрпризами. В окрестностях Парижа (в Павийон-су-Буа) стены фабрик и складских помещений, в спешке возведенные на неустоявшейся свалке в период послевоенного жилищного кризиса, через несколько лет покрылись трещинами. Обычно рекомендуется выждать как минимум три десятка лет перед сооружением в таких местах тяжеловесных конструкций.

Международные аэропорты часто размещаются на территории бывших хранилищ отходов, например аэропорт Ханеда в Токио – на старой свалке, выдвинутой далеко в море, аэропорт Кеннеди в Нью-Йорке – на бывших болотах, заполненных вредными отбросами. В Японии из-за дефицита свободных площадок большие свалки образуют целые насыпные полуострова, расположенные неподалеку от прибрежных городов. Вот уже три века там предпринимаются большие работы по увеличению площади застройки путем создания выдающихся далеко в море насыпных площадок из мусора, остающегося при застройке территорий между соседними городами. Так возникают новые портовые сооружения, взлетные полосы аэропортов и парки развлечений.

В токийской бухте построено хранилище в две сотни гектаров между молами двадцатиметровой толщины, причем перемычки эти облицованы стальными щитами, заглубленными в дно, что предохраняет конструкцию от воздействия циклонов и землетрясений. Этот резервуар, поделенный на «секции» водонепроницаемыми переборками, был набит отходами, располагаемыми послойно и неизменно прикрываемыми песком, глиной и землей. Такую технологию называют «сэнд-вичевой». Причем отходы предварительно подвергаются многократной обработке: компрессии, распылению, сжиганию и даже высокотемпературной переплавке, что позволяет их стабилизировать и как можно более полноценно использовать ограниченный объем хранилищ.

Как и большинство островов в заливе, Юменошима, то есть «Остров мечты», всплыл на поверхность на месте сваливаемых три сотни лет тысяч тонн бытовых отходов. Его стали приводить в порядок, когда их высота над уровнем моря достигла тридцати метров. Теперь там расположены бассейн, парк аттракционов и ботанический сад. В Сингапуре тоже соорудили выносную свалку, соединив двумя стенками парочку небольших островков. Когда из полученной траншеи откачали воду, ее поделили на сектора и постепенно заполнили пеплом мусоросжигательных заводов и строительным мусором.

Старые свалки, оформленные как холмы, становятся местами лыжных прогулок, например в Канаде, около Торонто. В Германии после войны остатки городской жизнедеятельности позволили соорудить холмы высотой в несколько десятков метров для детских лыжных станций, как Шедельберг под Лейпцигом. В Нидерландах тем же способом созданы буколические холмы из отбросов обитателей города Нюэнена. В окрестностях Чикаго Сетлерс-Хилл, «иммигрантский холм», сооруженный из скоплений отбросов, стал местом размещения озера для лодочной станции, поля для игры в гольф и аллеек для бега трусцой. На площадках, переоборудованных для подобных целей, гуляющая публика уже через несколько лет перестает вспоминать об истинном происхождении всех этих лужаек, парков, аттракционов и беговых дорожек.

На Лонг-Айленде под Нью-Йорком старая свалка была преображена в досуговый и учебный центр для жителей Брукхейвена с бассейном, игровыми спортивными площадками, лужайками для пикников, питомником для бездомных животных и садовыми лужайками, некоторые из коих специально оборудованы для прогулок пациентов с физическими недостатками. А установка для компостирования листвы представляет удобрения для парников, где произрастают растения, предназначенные для декорирования городских офисов. Прежние центры захоронения промышленных отходов сохраняют свои функции мест хранения мусора, но уже в другом качестве, поскольку на их площадях разместились цеха по сортировке и другим видам технической обработки отходов.

ОТХОДЫ КАК ИСТОЧНИК ЭНЕРГИИ

Переработка городских отбросов путем их обеззараживания сжиганием – вот та радикальная мера, какую гигиенисты с последних десятилетий XIX века считают оптимальной. Сжигание мусора в те годы вошло в моду, тем более что тогдашние сельхозпроизводители принялись отказываться от обработанных нечистот. Иногда при этом использовали выделяемое тепло или полученное с его помощью электричество. Тепло передавали по подземным водоводам в жилые кварталы, в больницы, на заводы, в музеи и государственные конторы. Электричество позволяло работать станкам и электровозам. Мобилизация этого местного источника энергии помогала сократить ее поступление от отдаленных поставщиков и связанные с этим издержки.

Однако время безудержных восхвалений миновало. Теперь способность огня обеззараживать мусор вызывает сомнения. Невзирая на технологические новации, улучшающие состав горючего и очистку дымов, боязнь попадания в атмосферу ядовитых молекул, отрицательно влияющих на здоровье, вызывает сильные общественные протесты, особенно со стороны жителей, обитающих поблизости от мусоросжигательных заводов.

Теперь известно, что отбросы выделяют не только пар, часто трансформируемый в электричество, но и биогаз, образующийся в установках их переработки или в цехах по получению метана. После очистки биогаз применяется таким же образом, как и природный газ. Иногда он служит горючим для автомобилей. Из сухих остатков отбросов тоже можно получать горючие смеси, годные для складирования.

СЖИГАНИЕ ОТХОДОВ: ПОБЕДА ГИГИЕНИСТОВ

Сжигание хозяйственных отходов – весьма старинная традиция. Остатки, не предназначенные на корм скоту или для удобрения земли, отправлялись в очаг, в печь или в плиту. К подобной практике, довольно частой в деревне, гораздо реже прибегали в городе, более приспособленном для сбора отходов. При всем том и горожане подчас, чтобы сократить свое участие в избавлении от отходов, а по существу, чтобы избавиться от этой докуки, тоже отправляли их в огонь. Так, в Австрии начала XIX века жители Вены, с которых взимали подать, пропорциональную объему забираемых у них мусорщиками отбросов, часть последних пускали дымом на ветер.

В ту же эпоху в Англии множество жилищ были снабжены автономными мусоросжигательными установками. В США тоже принялись было устанавливать сходные устройства в подвалах, соединенных с мусо-роприемниками вертикальными коробами, проходящими по всем этажам. Отбросы падали в воронкообразный бункер печи, где постоянно поддерживалось горение. Пепел удалялся раз в неделю. В Чикаго такие установки сокращали объем собираемых отходов на 35%. Ободренный полученным результатом, штат Нью-Йорк в 1945 году проголосовал за обязательную установку мусоросжигателя в каждом доме, имеющем более четырех квартир. Такие устройства пользовались в США немалым успехом: к 1960 году их там насчитывалось до десяти тысяч. Но мало-помалу от них пришлось отказаться, так как они быстро выходили из строя и давали утечки вредных дымов. У домашнего сжигания бытовых отходов не было будущего.

Напротив, сжигание их на особых предприятиях распространилось повсеместно. В эпоху между двумя мировыми войнами власти с раздражением отрывались от более интересных дел ради упразднения мусора. Зато сжигание отбросов очень одобрялось гигиенистами, которых пленил этот тип обработки, использовавшийся в Англии с 1870 года и в США (в Манхэттене) с 1880 года. К началу двадцатого века в этих странах действовало несколько десятков таких установок. Рабочие забрасывали отходы в топки лопатами и ими же выгребали из печей пепел.

В 1893 году постройка в Жавеле, недалеко от Парижа, первого завода по сжиганию мусора вызвала горячую и не утихающую до наших дней полемику между сторонниками и противниками такого способа избавляться от отходов. Гигиенисты подчеркивали благотворное воздействие огня, агрономы, напротив, возмущались безвозвратными потерями в пламени необходимых почве питательных веществ. В первое время радеющие об удобрениях возобладали: вышел запрет сжигать все, что может способствовать плодородию. Первый завод по измельчению отбросов вступил в работу 1896 году в Сент-Уане, затем появились еще три предприятия: в Исси-ле-Мулино, Роменвиле и Иври. Однако победа агрономов оказалась кратковременной: уже в 1906 году сжигание любых отбросов было разрешено. При всем том в помыслах о плодородии оговаривалось, что подлежат уничтожению огнем только те органические остатки, на которые не нашлось покупателей. После чего на заводах по дроблению мусора возвели цеха по его сжиганию. А спустя несколько лет в Гренвилье возник первый мусоросжигательный завод современного образца.

В первых устройствах для обеспечения сжигания обычно требовалось добавлять традиционное топливо, скажем уголь или мазут, при том что отбросы содержали значительную долю пепла, попадавшего туда из домашних дровяных и угольных печей. Со временем установки для сжигания значительно усовершенствовали, чтобы обеспечить более полный дожиг и сократить содержание несгораемых элементов. Печь с грилем, появившаяся в 1930 году, стала значительной технологической новинкой, повысившей производительность и облегчившей условия труда. В 1960-е годы число мусоросжигательных заводов во Франции умножилось.

Ныне сжиганием добиваются уменьшения объема отбросов на 90%, а их веса – на 75%. На условия сжигания более или менее влияют их влажность и состав. Во Франции по собственной горючести они сравнимы с низкосортным углем. Она, естественно, повышается, если предварительно удалить из отбросов как можно больше стекла, железа и влажной органики. Напротив, она понижается, если из общей массы удаляют бумагу и пластмассу. Потому отбросы городских зон в странах третьего мира, в которых велика концентрация влажных и склонных к ферментации составляющих, обладают меньшей теплоотдачей и применение такого способа их уничтожения там не дает нужных экономических результатов.

При сжигании бытовых отходов выделяются вредоносные газы, а также нечистоты в форме частиц, называемых «золами уноса». Поэтому особые усилия прилагаются, чтобы на первоначальном этапе предотвратить все эти выделения путем очищающей обработки дымов перед их выбросом в атмосферу, фильтрации летучих соединений тяжелых металлов, несгоревшей органики, газообразной хлористоводородной кислоты. Для устранения этих соединений прибегают к устройствам, способствующим уловлению, фильтрации и нейтрализации обнаруженных вредоносных примесей. Остающиеся после этих операций твердые остатки (35–50 килограммов ядовитых веществ на тонну сжигаемых отходов) подвергаются химической стабилизации или прессуются, а затем отправляются в специализированные хранилища для складирования опасных материалов (так называемых «материалов первого класса опасности»).

В результате сжигания остаются также шлаки, содержащие металлические включения. Они употребляются для нужд сталеплавильного производства и для получения алюминиевых проводов, а также – после выдержки и просева – в городском и дорожном строительстве для возведения насыпей, укладки слоев подстилающего фунта при прокладке дорог, рассчитанных на небольшие нафузки, например пешеходных, и при устройстве автостоянок. Но, учитывая уфозу зафяз-нения водных источников, в дорожном строительстве применение этих материалов подвергается сфогой регламентации. Предполагается, что шлаки, полученные от сжигания отбросов неустановленного происхождения, могут содержать остатки горючих веществ, тяжелые металлы и ядовитые включения.

К сжиганию мусора прибегают прежде всего в богатых странах с выраженным дефицитом пустующих площадей, пригодных для устройства свалок, например в Японии и в Европе – в Германии, Бельгии, в Нидерландах, в Швейцарии, Швеции, Авсфии и Дании. К тому же в некоторых из этих сфан допускаются к хранению в отвалах только отбросы, предварительно прошедшие подобную обработку. Во Франции парк мусоросжигательных заводов – крупнейший из европейских: в 2007 году их было 134 и в них уничтожалось до 43% бытовых отходов. Общее количество таких заводов падает, но их размеры возрастают.