ПРОМЫШЛЕННЫЕ И БЫТОВЫЕ ОТХОДЫ, СТОЧНЫЕ ВОДЫ . Горбатовский В.В., Рыбальский Н.Г.

Одним из основных источников загрязнения урбанизированных территорий являются промышленные, образующиеся в результате производственного процесса, и твердые бытовые отходы (ТБО), возникающие в процессе жизни человека в жилище и амортизации предметов быта. Не меньшее значение как загрязнитель окружающей среды имеют и сточные городские воды, объединяющие производственные, бытовые и дождевые воды.

В крупных городах России ежегодно накапливается до 1 т и более отходов на одного жителя, в целом же промышленными методами перерабатывается только 3,5% ТБО, остальное вывозится на свалки и полигоны [9].

Промышленные отходы

К промышленным отходам относятся продукты, материалы, изделия и вещества, образующиеся в результате производственной деятельности человека, оказывающие негативное влияние на окружающую среду, вторичное использование которых на данном предприятии нерентабельно. Часто большое количество отходов является показателем несовершенства конкретной технологии производства. Условно промышленные отходы подразделяют на инертные и токсичные (табл.25).

Инертные промышленные отходы используются в основном при планировании городских территории (засыпка оврагов, больших ям, создание площадок для гаражей и т.п.), а также утилизируются на полигонах ТБО.

Таблица 25

Гигиеническая классификация неутилизируемых
промышленных отходов [28]

Наибольшее негативное воздействие на окружающую среду оказывают химические отходы, большинство из которых токсичны для человека. Во внешнюю среду они попадают в любом виде - от газообразного до твердого, и имеют самую разнообразную химическую природу (табл.26).

Таблица 26

Классификация химических отходов [33]

К токсичным промышленным отходам относятся физиологически активные вещества, образующиеся в процессе технологического производственного цикла и обладающие выраженным токсическим действием на теплокровных животных, а также на человека. В соответствии с ГОСТом [58] все промышленные отходы подразделяются на четыре класса токсичности:

I класс - вещества (отходы) чрезвычайно опасные;

II класс - вещества (отходы) высокоопасные;

III класс - вещества (отходы) умеренно опасные;

IV класс - вещества (отходы) малоопасные.

Наиболее опасные отходы содержат соединения бериллия, кадмия, ванадия, кобальта, никеля, хрома, свинца, ртути, металлоорганические соединения, нефтеотходы, растворители, отработанные катализаторы и т.д. В каждом городе набор наиболее опасных веществ, поступающих вместе с промышленными отходами во внешнюю среду, определяется доминирующими производствами. Например, в Москве к наиболее распространенным токсичным элементам относятся ртуть, кадмий, свинец, цинк, медь [41].

Ртуть существует в различных физических состояниях и химических формах, имеющих индивидуальные показатели токсичности. Соединения ртути попадают в организм с питьевой водой (до 0,4 мкг/сут) и пищевыми продуктами (до 5 мкг/сут). Из пищевых продуктов наибольшее количество ртути попадает в организм с пресноводной (до 200 мкг/сут) и морской (до 700 мкг/сут) рыбой. Соединения алкилртути, например (CH₃)2Hg и (CH₃)HgХ, могут проникать в организм через кожу. Механизм токсического действия ртути связан с ее способностью ингибировать ферменты, следствием чего является нарушение функций клеток и их гибель. При ртутной интоксикации в первую очередь поражаются нервная система и почки. Повышенные концентрации ртути в организме приводят к параличам и, как крайний случай, к болезни Миномата.

Кадмий в свободном виде в природе не встречается и не образует специфических руд. В современных технологиях он незаменим в качестве защитных гальванических покрытий, в электротехнической и атомной промышленности. Кадмий, как и ртуть, легко образует пары. В организме человека он в наибольших количествах накапливается в легких, почках, печени, генеративных органах. Независимо от способа попадания в организм беременных женщин, кадмий проникает через плаценту и обнаруживается в печени новорожденных в концентрациях, превышающих в 2-2,5 раза его концентрации в организме матери. Выделяется кадмий из организма крайне медленно, в основном с фекалиями. Токсическое действие кадмия на организм человека проявляется в ингибировании функций клеточных ферментов. Симптоматически это выражается в нарушении функций нервной системы, почек и печени. Кроме того, кадмий вызывает генетические изменения, и как следствие - отдаленные последствия у потомства. При поступлении кадмия в организм в больших дозах снижается адсорбция кальция костной тканью, что приводит к развитию самопроизвольных переломов костей.

Свинец в элементарном виде, а также в виде соединений широко применяется в промышленности и в быту. При попадании в организм через органы дыхания или желудочно-кишечный тракт не накапливается в них, а всасывается в кровь. В дальнейшем накапливается в мягких тканях и в костях. Основным путем выведения свинца из организма являются почки, при этом период полувыведения свинца из крови и мягких тканей составляет 20 дней, а период полувыведения из костной ткани - 20 лет. Преимущественное негативное действие свинца сказывается на функциональном состоянии нервной системы и органов кроветворения. Свинец даже при малых концентрациях ингибирует функции ряда ферментов, определяющих синтез крови, что приводит к развитию анемии (малокровия).

Особенно чувствительны к повреждающим воздействиям свинца нейроны центральной и периферической нервной системы. Вследствие свинцового отравления нервных клеток в некоторых случаях может развиться энцефалопатия.

Цинк в элементарном виде, в сплавах и виде солей широко применяется в промышленности. Всасывание цинка желудочно-кишечным трактом составляет до 50% от поступившей дозы. Наибольшая адсорбция наблюдается в двенадцатиперстной и тонкой кишках. Вдыхание аэрозоля, содержащего соли цинка, вызывает промежуточную его аккумуляцию в легких перед адсорбцией в кровь. Незначительная адсорбция цинка и его солей происходит через кожу. Основная часть цинка из организма выводится через желчь с фекалиями, до 10% - с мочой и незначительное количество - с потом. Продолжительное поступление цинка в организм приводит к воспалительным явлениям в легких и бронхах, циррозу поджелудочной железы, расстройствам углеводного обмена вплоть до проявлений диабета, анемии, расстройствам сердечной деятельности, к нарушениям репродуктивной деятельности.

Медь широко применяется в промышленности. Ионы меди адсорбируются в желудке, двенадцатиперстной кишке и тонком кишечнике, а также через легкие. В плазме медь подвижно связана с сывороточным альбумином, что обеспечивает ее транспорт через мембраны и распределение в мягких тканях. Основным путем выведения меди из организма является желчная система. С фекалиями выводится до 90% адсорбированной меди, 2-4% выделяется с мочой и небольшое ее количество - с потом. При хронической интоксикации медью и ее солями возникают функциональные нарушения нервной системы, печени и почек, наблюдается развитие неврозов и снижение иммунной активности организма.

В крупных городах России, являющихся одновременно мощными промышленными центрами, проблема утилизации токсичных промышленных отходов стоит наиболее остро. Не утилизируемые токсичные промышленные отходы частично складируются на территориях промышленных предприятий, частично, и по существу бесконтрольно, сбрасываются в канализационные и ливневые сети, овраги и балки, свалки и полигоны ТБО. Особенно крупные масштабы бесконтрольной утилизации токсичных промышленных отходов наблюдаются в последние годы в связи со становлением новой экономической политики в России.

Например, в 1992 г. в Москве насчитывалось более 3000 предприятий, накапливающих промышленные отходы, а к концу 1994 г., в связи с приватизацией и иными преобразованиями, количество этих предприятий составляет уже значительно больше 40 тыс. Точные данные об их количестве получить невозможно в связи со значительной динамикой изменений профиля и характера деятельности предприятий. Отходы производства, образующиеся на них, многообразны по составу, существенно различаются по объемам накопления (от килограммов до тысяч тонн в сутки) и по номенклатуре, из-за изменения технологии основного производства или выпуска новой продукции. В связи с тем, что многие предприятия построены десятки лет назад, используют устаревшее оборудование и технологии, в городе накапливаются отходы, по количеству и вредности представляющие значительную опасность для населения как ближайших районов, так и города в целом. Накопление отходов в больших объемах, значительные финансовые затраты при их сдаче на переработку или захоронение и невозможность их использования в качестве вторичного сырья приводят к тому, что предприятия прибегают к несанкционированному их удалению. Результатом такой незаконной деятельности явилось образование на территории Москвы (вне предприятий) 90 площадей (230 га), где производится складирование отходов различного происхождения [41].

Поскольку токсичные отходы представляют значительную опасность для окружающей среды, в том числе и для здоровья человека, то их утилизация и захоронение должны проводиться в строгом соответствии с существующими правилами и стандартами. Например, на полигонах ТБО принимаются токсичные отходы только III и IV классов опасности, причем отдельные группы и виды отходов принимаются на полигоны в ограниченном количестве и складируются с соблюдением особых условий. Перечень промышленных отходов, разрешенных к размещению на полигонах ТБО, регламентируется нормативными документами. К таким отходам, например, относятся: асбоцементный лом, отработанный графит, формовые и стержневые смеси, шлаки (котельных, ТЭЦ, чугунолитейных производств), отходы шлифовальных и абразивных материалов, отходы полимерных, резинотехнических, текстильных, электроизоляционных и других материалов [41].

В Москве базовым муниципальным полигоном для размещения инертных промышленных отходов является полигон „ Саларьево ” , а также „ Хметьево ” (ГП „ Экотехпром ” ) и Тимохово. На данные полигоны поступают промышленные отходы приблизительно от 55% промышленных предприятий города, 6% предприятий используют для размещения своих отходов санкционированные свалки, а 39% предприятий передают свои отходы для размещения специализированным автотранспортным предприятиям. Однако в 1994 г. только около 30% токсичных промышленных отходов было собрано и захоронено на полигонах. Судьба остальных 70% токсичных отходов неизвестна. В связи с отсутствием данных по инвентаризации промышленных, в том числе токсичных отходов, не вполне ясна ситуация с их номенклатурой и с необходимым объемом мощностей по их переработке [41].

Твердые бытовые отходы

Бытовые отходы сопровождают человечество на всем пути его развития. Однако, в последние десятилетия проблема бытовых отходов, особенно в крупных городах, приобрела особую остроту. Накопление ТБО в современном городе достигает 250-300 кг на человека в год, а ежегодное увеличение отходов на душу населения составляет 4-6%, что в 3 раза превышает скорость роста населения.

Частично отходы вывозятся на загородные полигоны, предназначенные для их захоронения, частично попадают в места неорганизованного хранения (около 10%), а еще около 6% просто оседает на территории города и промышленных предприятий. ТБО современного города представляют собой не только эпидемиологическую, но и серьезную токсикологическую проблему, так как уже на стадии сбора около 4% отходов являются токсичными. Обычные ТБО крупного города содержат более 100 наименований токсичных соединений: красители, пестициды, ртуть и ее соединения, растворители, свинец и его соли, лекарства, кадмий, мышьяковистые соединения, формальдегид, соли таллия и др. Особое место среди ТБО занимают ртутные лампы, поскольку каждая из них содержит от 80 до 120 мг ртути. Только в Москве ежегодно выбрасывается более 10 млн. штук ртутных ламп. Серьезную проблему представляют также пластмассы и синтетические материалы, поскольку они не подвергаются процессам биологического разрушения и могут длительное время (десятки лет) находиться в объектах окружающей среды. При горении пластмасс и синтетических материалов выделяются многочисленные токсиканты, в том числе полихлорбифенилы (диоксины), фтористые соединения, кадмий и др. Значительное количество полихлорбифенилов поступает в бытовые отходы с отработавшими свой срок трансформаторами и конденсаторами [22].

Качественный состав ТБО практически не зависит от географического расположения города. Основная масса ТБО состоит из макулатуры, стеклянного боя, не пригодных к дальнейшему употреблению вещей домашнего обихода, пищевых отходов, квартирного и уличного смета, строительного мусора, оставшегося от текущего ремонта квартир, сломанной бытовой техники и т.п. Центральное место среди ТБО в крупнейших городах России занимают бумага и пищевые отходы (61,5-73,7% от общей массы), причем наиболее высокий процент пищевых отходов наблюдается в южных городах России. Фактическое накопление ТБО на одного человека в год составляет: в Москве - 149 кг, в Саратове и Астрахани - 161 кг, в Уфе - 173 кг, в Екатеринбурге - 182 кг, в Казани - 249 кг, в Краснодаре - 240 кг [9].

Нормы накопления ТБО в городах в значительной мере зависят от степени благоустроенности жилищного фонда, специфичности объектов общественного назначения. Так, среди жилых домов наибольшее количество ТБО отмечено в неблагоустроенных домах с местным отоплением на твердом топливе и без канализации (табл.27), а среди объектов общественного назначения, торговых и культурно-бытовых учреждений - на городских рынках (табл.28).

Таблица 27

Ориентировочные нормы накопления ТБО [39]

Таблица 28

Ориентировочные нормы накопления ТБО
от отдельно стоящих объектов общественного назначения,
торговых и культурно-бытовых учреждений [39]

Более подробно проблема твердых бытовых отходов городов и современные методы их утилизации рассмотрены в выпуске [22] данной серии.

Сточные воды

Сточные воды, так же как и твердые промышленные и бытовые отходы, представляют собой мощный источник химического загрязнения окружающей среды, и в первую очередь водоемов и подземных водных горизонтов, часть которых служит источником питьевой воды горожан. В отличие от твердых отходов, концентрирующихся, как правило, недалеко от городской территории, сточные воды, попадая в водные артерии, разносятся вокруг городов на многие десятки и даже сотни километров.

Понятие „ сточные воды ” включает бытовые (коммунальные) и промышленные сточные воды. Бытовые сточные воды наряду с фекалиями и остатками пищи содержат целый ряд веществ бытового назначения, многие из которых плохо поддаются очистке и обезвреживанию. В первую очередь это моющие и чистящие средства, содержащие в качестве компонентов некоторые токсические вещества.

Промышленные сточные воды еще более насыщены токсикантами и при попадании без предварительной очистки в водоемы могут представлять собой прямую угрозу для всех живых водных организмов, а в случае использования воды водоема в качестве питьевой - и для здоровья, а иногда даже жизни человека.

Помимо широкого разнообразия выносимых загрязняющих веществ сточные воды промышленных предприятий характеризуются высокой температурой, значительным содержанием нефтепродуктов и резкими перепадами поступления.

В таблице 29 представлен элементный состав сточных вод России в сравнении с США (штат Миннесота) и обобщенными данными по странам мира (данные относятся к периоду 1988-1989 гг.).

К сточным водам относятся также поверхностные сточные воды, образующиеся при выпадении дождей (ливней), снеготаянии, осуществлении поливомоечных работ, откачке грунтовых (дренажных) вод и сбросе разрешенных, в виде исключения, производственных вод (нормативно-чистых после охлаждения оборудования и условно-чистых с локально-очистных сооружений предприятий).

Таблица 29

Элементный состав сточных вод [4]

Поверхностный сток с территории города в основном не очищается от загрязнений и прямо попадает в водные объекты, неся с собой большое количество органических, взвешенных веществ, нефтепродуктов. Например, в Москве в течение года с поверхностным стоком поступает около 4000 т нефтепродуктов, более 450 тыс.т взвешенных веществ, более 170 тыс.т хлоридов и около 18 тыс. т органических веществ (по БПК). В результате с поверхностным стоком в водные объекты города попадает нефтепродуктов в 1,8 раза, а взвешенных веществ почти в 24 раза больше, чем со сточными водами предприятий. Большая часть загрязняющих веществ поступает с поверхностным стоком в зимне-весенний период: нефтепродуктов - 63%, взвешенных веществ - 75%, органических веществ - 64%, хлоридов - 95% [59].

ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ В ГОРОДЕ. Горбатовский В.В., Рыбальский Н.Г. http://old.priroda.ru/index.php?8+&r=city