Утилизация промышленных отходов как одна из проблем современности

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение средняя общеобразовательная школа №2 п. Гигант

Индивидуальный проект

Тема: Утилизация промышленных отходов как одна из проблем современности.

Автор проекта: Бобрышева Н.О.

Руководитель: Раменская Т.И.

п. Гигант

2024 г.

Оглавление

Введение

Проблема защиты окружающей среды является комплексной и носит глобальный характер. Длительные загрязнения природной среды отходами промышленности приводят к деградации окружающей среды. В связи с многочисленными отраслями промышленности, которые поставляют отходы во внешнюю среду, существуют некоторые проблемы утилизации этих отходов. Обострение экологических проблем на фоне интенсификации производственных процессов требует пересмотра подходов для управления процессами в сфере обращения с отходами производства.

К большому сожалению, современный человек так занят сотовым телефоном, что редко смотрит по сторонам и даже не замечает горы мусора, через который переступает. Поэтому в этой работе мы хотим не только рассмотреть проблемы современной экологии, но и обратить внимание школьников на то, что происходит вокруг.

Актуальность темы:

Развитие промышленности — не только благо, но и бич человечества. Повышение объемов производства товаров приводит к появлению заводов, владельцы и сотрудники которых не всегда бережно относятся к окружающей среде. Их деятельность старается регулировать государство, выпускающее нормативные и правовые акты — например, те, что посвящены утилизации отходов промышленных производств.

Экосистемы нашей планеты больше не способны «переваривать» всевозрастающие объёмы отходов и новых синтетических химикатов, поэтому на современном этапе всё же повсеместно растёт понимание того, что человечество разрушает окружающую среду и подрывает будущее нового поколения.

При формировании рекомендаций по управлению в сфере сбора и переработке бытовых и промышленных отходов мы оценили и обобщили мировой опыт управления утилизации отходов промышленности и потребления; изучили существующие тенденции решения проблемы управления переработки отходов в России, определили наиболее приемлемые для РФ способы переработки отходов, использование которых более целесообразно; определили степень воздействия перерабатывающих технологий на окружающую природную среду.

Цель проекта: изучить способы переработки и утилизации промышленных отходов, а так же их влияние на экологию.

Задачи проекта:

- рассказать о том, что такое промышленные отходы

- рассказать о видах классификации промышленных отходов

- рассмотреть правила утилизации промышленных отходов в России и мире

Методы работы:  

Теоретический – изучение и анализ информации по теме проекта;

Глава 1. Промышленные отходы.

1.1. Отличие промышленных отходов от бытовых.

Промышленные отходы отличаются от бытовых прежде всего наличием остатков сырья, используемого при производстве, а также остаточными вредными веществами, выделяющимися при технологических процессах. Это могут быть взвеси, газы, токсичные жидкости и прочие виды химических и других опасных отходов, которые требуют дополнительных условий утилизации. Именно поэтому так важны процессы сбора промышленных отходов на производствах, строгий контроль на всех стадиях, исправность оборудования, переработка всех возможных видов промышленных отходов, а также компенсация вреда.

1.2. Что такое промышленные отходы.

Промышленными называют любые отходы, которые возникают в результате производственной деятельности. Это могут быть вещества, материалы, продукты или даже изделия, которые остаются после производства и оказывают негативное влияние на окружающую среду. Такие отходы подлежат обязательной утилизации, но способ будет зависеть от класса опасности и агрегатного состояния. Какие-то отходы можно переработать, а какие-то приходится обезвреживать и захоронять или сжигать.

1.3. Какие бывают промышленные отходы.

От вида промышленных отходов зависит порядок их утилизации и метод обработки. Классифицировать их можно по агрегатному состоянию или по качественным признакам.

1. Твердые отходы

Неиспользуемую часть сырья и остатки переработки называют твердыми промышленными отходами. В частности, к ним относят выбракованные породы, которые остаются после добычи полезных ископаемых. В металлургии под категорией твердых промышленных отходов проходят шлаки, остатки формовки; в энергетике — зола и шлак; в деревообработке — опилки и стружка. (Фото 1. Приложение)

2. Жидкие отходы

Такой вид отходов получается при переработке сырья, топлива и смазочных жидкостей. К нему относятся, например, жиры, эмульсии, синтетические масла. Жидкие отходы генерируют нефтедобывающие и нефтеперерабатывающие предприятия, лакокрасочные заводы, компании по производству продуктов питания. Также жидкими отходами считаются сточные воды с территорий промышленных объектов. (Фото 2. Приложение)

3. Газообразные отходы

К газообразным промышленным отходам относят летучие вещества, которые образуются в результате технологических процессов. Это могут быть потоки пыли или воздух с примесями от работающего оборудования, дым от литейных или металлургических станков, газы от окислительных процессов или остаточные газы, которые не вступили в реакцию. (Фото 3. Приложение)

4. Токсичные отходы

Вещества, которые наносят вред человеку и окружающей среде, называют токсичными. Это ртуть, никель, фосфор, хром, свинец, мышьяк и бериллий. Они могут быть в любом агрегатном состоянии: твердом, жидком или газообразном. Основные источники токсичных отходов — предприятия из сферы металлургии, машиностроения, электроэнергетики, химической и нефтяной промышленности. (Фото 4. Приложение)

5. Химические отходы

Отходы, которые образуются в результате химического производства — кислоты, пестициды, щелочь, масла, нефтяные остатки, электролиты. Они, как и токсичные отходы, могут быть в любом агрегатном состоянии: жидком, газообразном или твердом. Химические отходы могут относиться к 1, 2, 3 или 4 классу опасности. (Фото 5. Приложение)

1.4. Классы опасности промышленных отходов

Основополагающий критерий для всех промышленных отходов — класс опасности. Это ключевой параметр для любого мусора, так как от него зависит способ утилизации или захоронения, а также возможность переработки. (Таблица 1. Приложение)

1.5. Источники происхождения

Первая, наиболее простая система деления предлагает классифицировать абсолютно все промышленные отходы, подвергаемые утилизации, по источнику происхождения. В соответствии с предложенной структурой мусор относят к таким кластерам, как:

•мусор, полученный в результате деятельности шахтеров;

•останки сельскохозяйственного и агротехнического сырья;

•материалы с истекшим ресурсом.

В категорию может попасть мусор из любого материала — от металла, текстиля и пластика до стекла, картона и электронных компонентов. Все перечисленные объекты нужно перерабатывать, захоранивать или сжигать.[2]

Глава 2. Утилизация промышленных отходов.

2.1. Правила утилизации промышленных отходов в России и мире

Под утилизацией подразумевается ликвидация или переработка мусора. Порядок утилизации любых отходов в России регламентируется федеральным законом «Об отходах производства и потребления» [4]. В этом документе прописаны правила сбора, транспортирования, обработки, утилизации, обеззараживания и размещения отходов производства и потребления. Причем это не единственный законодательный акт, касающийся темы обращения с отходами.

При утилизации мусора также должны соблюдаться законы «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения», «Об охране окружающей среды», «Об охране атмосферного воздуха», «О недрах», «О лицензировании отдельных видов деятельности» и ряд других. Особенно строгие правила действуют для промышленного мусора, так как он зачастую токсичен и опасен для здоровья.

1. На каждом производстве, которое генерирует отходы, должен быть разработан порядок обращения с ними. В этом документе прописаны способы контроля, а также правила сбора, накопления, использования, обезвреживания, транспортировки и размещения мусора. Причем документ в обязательном порядке должен быть согласован с органами государственного контроля.

2. Все действия, касающиеся утилизации мусора, должны исполнять специальные службы, у которых есть лицензия, оборудование и обученный персонал. Промышленные предприятия обычно заключают договор с такими компаниями, но никто не запрещает создать собственную службу по обращению с отходами.

3. Предприятие обязано организовать сбор и сортировку мусора на своей территории. В законе даже прописаны требования к временным площадкам для хранения мусора с учетом класса опасности и объема отходов производства.

4. Все отходы должны быть учтены. Для этого на предприятии ведется журнал, в котором указано название и количества мусора с пометкой, какие отходы отправятся на переработку. Эти сведения передаются контролирующим органам.

5. Транспортировкой отходов тоже должны заниматься лицензированные службы. Перевозить мусор полагается в специальных емкостях согласно классу опасности. Например, транспортировка токсичных отходов обязательно проводится в герметичных контейнерах. (Фото 6. Приложение)

6. Вывезенный с предприятий промышленный мусор хранится на специально подготовленных полигонах. Если отходы представляют опасность для окружающей среды или человека, их предварительно обеззараживают.

7. Промышленный мусор может быть утилизирован несколькими способами: путем переработки, компостирования, брикетирования, захоронения, сжигания.

Сжигать разрешено в том числе ядовитые отходы, например, клей, смолы, лекарства, химические вещества, но выделяемый в процессе дым должен пройти несколько этапов фильтрации.

Компостирование применяется для утилизации органического мусора. Например, навоза, бумаги, текстиля. В промышленности этот метод применяется не так часто, так как требует тщательной сортировки.

Брикетирование подразумевает упаковку мусора в брикеты посредством прессовки. На выходе получаются плотные кубы, которые затем хранятся на спецполигонах или используются в качестве топлива, то есть тоже сжигаются.

8. Захоронение применяется лишь в том случае, если утилизировать мусор невозможно. Полигоны для захоронения должны располагаться на большом расстоянии от жилой местности.[3]

2.2. Переработка промышленных отходов в России и мире.

Часть промышленного мусора можно использовать как вторичное сырье. Переработка вторсырья считается самым рациональным и перспективным методом утилизации отходов, так как снижает уровень вредного воздействия на окружающую среду, сокращает расходы на складирование и хранение мусора, дает возможность для дополнительной прибыли за счет создания новой продукции из вторсырья. Пока единого универсального способа переработки отходов производств нет. Разные категории требуют разного подхода, поэтому практикуется несколько методов. (Таблица 2. Приложение)

1. Механические методы

Подразумевают разделение мусора на компоненты. Для этого используют измельчение, когда крупные куски перерабатываемого материалы дробят, трут, раскалывают или раздавливают до однородной массы, или сепарацию, когда из общего потока отделяют определенные фракции, например, цветной металл. Обычно механические методы переработки применяют на металлургических предприятиях и деревообрабатывающих производствах.

2. Термические методы

Промышленный мусор при термическом воздействии превращается в газ, который потом используется в качестве топлива. К таким методам относят газификацию и пиролиз. При газификации под действием высоких температур органические вещества в отходах превращается в газ. После этот газ очищается и в дальнейшем используется для производства тепловой и электроэнергии.

Пиролиз — это «сжигание» мусора без огня. В специальной установке отходы нагреваются и расщепляются на вещества с более низкой молекулярной массой. В отличие от сжигания процесс разложения происходит без доступа воздуха.

Однако такие методы небезопасны и часто экономически невыгодны.

3. Гидродинамические методы

Такие методы используют для разделения смешанных отходов. Практикуется отстаивание под действием силы тяжести; разделение в центрифугах под действием центробежной силы, фильтрация под действием разности давлений и электрофильтрация под действием электрического поля.

Часто после гидродинамических методов полученные из смеси «полезные фракции» дополнительно отправляют на тепловую или химическую переработку.

4. Химические методы

К химическим методам прибегают для перевода материала из одного физического состояния в другое. Это может быть сделано путем растворения — когда твердые отходы растворяю, чтобы получить жидкость, которую можно использовать в дальнейшем; выщелачивания — когда из твердого материала извлекают один компонент, переводя его в жидкое состояние; кристаллизации — когда из раствора, сплава или пара выделяют нужные веществе в виде кристаллов.

5. Методы коагуляции и флокуляции

Для переработки промышленных стоков часто используют методы коагуляции и флокуляции. Коагуляция — это процесс укрупнения частиц в жидких отходах путем их сцепления. В результате образуется осадок, который можно отделить от воды. Флокуляция — процесс, который помогает объединить частицы, плавающие в воде, в рыхлые хлопьевидные агрегаты — флокулы. В таком виде частицы загрязнения всплывают или оседают быстрее и отделяются от воды значительно легче.[1]

2.3. Экологические проблемы, связанные с промышленными отходами в 2024 году

Промышленные отходы — часть любого производства, но генерируемого предприятиями мусора становится больше с каждым годом. И если столетие назад влияние промотходов на окружающую среду было не столь ощутимым, сейчас об этой проблеме говорят на высших уровнях. (Фото 7. Приложение)

1. Негативное влияние на окружающую среду

Загрязнение воздуха, почвы, воды — самая очевидная проблема, связанная с промышленными отходами. Мусорные полигоны занимают огромные площади, качественно содержать и контролировать которые чрезвычайно сложно. Под действием осадков и солнечных лучей отходы начинают разлагаться, выделяя ядовитые вещества, отравляющие все вокруг.

2. Усиление парникового эффекта

Чрезмерный парниковый эффект — экологическая проблема №1 для планеты, а большое количество непереработанного мусора усугубляет ее. Чем больше отходов генерирует человечество, тем быстрее усиливается парниковый эффект и меняется климат.

3. Повышение эпидемиологических рисков

Свалки становятся благоприятной средой для размножения инфекционных бактерий и их переносчиков — крыс. Полигоны с промышленными отходами могут стать потенциальной угрозой для эпидемиологического благополучия.

2.4. Утилизация промышленных отходов в Ростовской области.

Для Ростовской области, которая по своему стратегическому и экономическому положению на Северном Кавказе, а также ресурсному потенциалу, является одной из ведущих областей РФ. Проблема оптимального обращения с отходами производства и потребления имеет чрезвычайно актуальное значение в регионе, в связи с большим количеством накопленных и ежегодно образующихся отходов, низким уровнем их использования, отторжением под размещение отходов значительных территорий, низким уровнем эффективности управления отходами.

Сложившаяся в Ростовской области система обезвреживания ТБО основана на захоронении подавляющего большинства отходов (около 98 %) на полигонах и неорганизованных свалках.

В связи с этим мне хотелось бы подробнее остановиться на следующих видах промышленных отходов:

• отвалы пустой породы (терриконы) – в местах добычи угля;

• отходы пищевой промышленности в виде останков сельскохозяйственного сырья;

• жидкие промышленные отходы (сточные воды).

Мусор, полученный в результате деятельности шахт объединения «Ростовуголь» занимают 500 га. Это привело к обострению экологической обстановки на западе области, в местах добычи каменного угля. Нарушилось природное равновесие экологической системы, площадь пашни в Ростовской области сократилась на 22 тыс. га. Наша область является одним из самых ветреных районов страны. Угольная пыль с терриконов разносится по округе, загрязняя воздух, воду и почвы. Токсическое действие тяжелых металлов кадмия, никеля цинка, меди, свинца, содержащиеся в этой пыли, сказывается на здоровье людей. [7] Они влияют на ЦНС, нарушают работу почек, печени, изменяют формулу крови, способствуют онкологическим заболеваниям. При горения углесодержащих пород внутри терриконов при температуре 1200° С возникают биохимические процессы, с выделением огромного количества тепла. На поверхности терриконов наблюдается выход газов, визуально процесс аналогичен маленьким вулканам. В Донбассе породные терриконы, являются кладовыми полезных

ископаемых, в том числе и весьма редких, некоторые из дороже золота.

Однако добычей этих компонентов в России никто не занимается. Но, думаю, что это дело времени. Вторичная переработка отвалов горных пород мне кажется самым удачным способом утилизации этого вида промышленных отходов и решением многих экологических проблем. (Фото 8. Приложение)

Из отходов пищевой промышленности в виде останков сельскохозяйственного сырья, мне бы хотелось остановиться на отходах масло-жировой промышленности, т.к. именно это производство размещено на территории нашего посёлка и представлено оно МЭЗ (маслоэкстракционным заводом) «Ресурс».

Основными отходами данной отрасли, представляющими интерес для утилизации, являются подсолнечная лузга, которая из-за низкой кормовой ценности почти не применяется как кормовой продукт. Препятствием к использованию подсолнечной лузги является и то, что при ее измельчении образуются частицы игольчатой структуры, которые повреждают пищеварительный тракт животных.

Подсолнечная лузга отделяется от семян в процессе их подготовки к извлечению масла. Лузжистость промышленных сортов подсолнечника составляет 19-33%, соответственно количество отделяемой лузги - до 30 % к массе семян. Лузга содержит 52-66 % клетчатки, 24,8-29,6 % лигнина, 1,5-3,5 % жира. Лузгу можно использовать для получения гидролизатов, на которых выращивают кормовые дрожжи по технологическим схемам гидролизной промышленности. Но, к сожалению, мы видим, как это ценное сырье просто сжигается на полигоне. (Рисунок 1. и фото 9. Приложение) Такие полигоны занимают большие площади, которые извлекаются из сельскохозяйственного использования. Кроме того, при сжигании жмыха и лузги в атмосферу выбрасывается большое количество вредных веществ, разрушается почва и в ней гибнет всё живое. Хочется надеяться, что производители подсолнечного масла обратят внимание не только на расширение производства продукции, но и на вопросы утилизации отходов.

Вопросу очистки жидких промышленных отходов или сточных вод в нашей области уделяется большое внимание. Примером этого может быть тот факт, что даже на заводе «Сальсксельмаш» есть цех по очистке использованной воды, т.е. на производстве используется оборотное водоснабжение. Это позволяет вторично использовать воды на производстве и не извлекать их дополнительно из природной среды.

К сожалению, на МЭЗ «Ресурс», о котором я говорила ранее, очистных сооружений не имеет и, как только завод начинает работать на полную мощность, сточные воды выходят на поверхность и текут по улицам нашего посёлка.[8]

Строительство очистных сооружений, которое осуществляется в нашем посёлке и должно закончиться 30 июня 2024 года призвано решить эту проблему.[9]

2.5. Отзывы экспертов о проблеме промышленных отходов

— Экологических проблем, связанных с промышленными отходами, достаточно много и связаны они в основном с загрязнением окружающей среды, — говорит основатель компании «Зелёный Драйвер», первый экотренер в России и СНГ, ведущий экоконсультант по экологизации бизнеса, экологист и экоактивист Роман Саблин. — Серьезные токсикологические трудности испытывают города, где находятся крупные добывающие и обрабатывающие производства: Красноярск, Магнитогорск, Челябинск и другие. Это и загрязнение воздуха и воды, и отравление почвы тяжелыми металлами, ртутью. Подобные процессы в свою очередь приводят к нарушениям в экосистемах: гибнут насекомые, птицы, животные, происходит вынужденная миграция представителей фауны, исчезают леса. В конечном итоге все это влияет на здоровье человека.

— Промышленные и бытовые отходы — это глобальная экологическая проблема современности. При этом промышленные отходы представляют собой гораздо большую опасность, чем бытовые, так как зачастую содержат токсичные вещества, которые не разлагаются естественным образом, приводя к нарушению экобаланса и нанося вред живым организмам, — говорит Андрей Елагин, сооснователь технологической группы компаний «БиоМикроГели». — Например, в процессе работы промышленных предприятий металлургии, нефтедобычи, нефтепереработки, транспортной (ж/д, порты) и других отраслей происходит загрязнение производственных стоков опасными веществами. Статистические исследования показали, что производственный процесс на ста предприятиях металлургической промышленности приводит образованию до 800 видов различных производственных отходов.

Заключение

Экологические познания и понимание принципов функционирования и эволюции систем жизнеобеспечения Земли заставило многих критически взглянуть на то, как используются ресурсы планеты, а также на то, как происходит утилизация промышленных отходов.

Антропогенная нагрузка на природную среду постоянно возрастает. За последние сто лет нами было извлечено из земной коры столько горных пород, сколько было извлечено за всю историю человечества. С другой стороны, увеличивается и количество отходов переработки сырья (промышленного и сельскохозяйственного). Долгое время мы просто выбрасывали или сжигали эти отходы, но наступило время посмотреть на эти отходы, как на источник сырья и задуматься об их утилизации и вторичном использовании.

На основе проделанной работы я могу сделать вывод о том, что грамотная утилизация промышленных отходов поможет не только улучшить экологическую обстановку в мире и в каждом отдельно взятом регионе, но и решить проблему рационального использования природных ресурсов. А мы – должны быть экологически грамотными и рачительными хозяевами нашей страны.

Источники информации

1. Как утилизируют отходы в России и мире: способы и правила

https://ria.ru/20220829/utilizatsiya-1812880941.html#1812880941-1812880978

1. Привалов А.А. Экологические проблемы терриконов решаются за счет

инвестиций в добычу редкоземельных минералов. https://nshf.sfedu.ru/science/Material_II_mezdu_konferenciya_2015/Privalov.pdf

1. Проблема утилизации промышленных отходов в России на современном этапе ее развития. https://cyberleninka.ru/article/n/problema-utilizatsii-promyshlennyh-othodov-v-rossii-na-sovremennom-etape-eyo-razvitiya

2. Сведения Росприроднадзора об образовании, обработке, утилизации, обезвреживании, размещении отходов производства и потребления по форме 2-ТП (отходы) за 2021 год, систематизированные по видам отходов ФККО. URL:https://rpn.gov.ru/open-service/analytic-data/statistic-reports/production-consumption-waste/

3. Утилизация промышленных отходов. Статья в журнале «Молодой ученый» https://moluch.ru/archive/159/44714/

4. Федеральный закон «Об отходах производства и потребления» от 24.06.1998 №89-ФЗ. URL: https://docs.cntd.ru/document/901711591

5. Экологический вестник Дона. Министерство природных ресурсов и экологии Ростовской области. 2023 год.

8. В посёлке Гигант по улицам течёт зловонный ручей. https://salsknews.ru/v-posyolke-gigant-po-uliczam-techyot-zlovo/?utm_source=yandex.ru&utm_medium=organic&utm_campaign=yandex.ru&utm_referrer=yandex.ru

9. Для людей и экологии. https://ok.ru/group60873460613375/topic/155457922138367

П
риложение

Фото 1. Твёрдые промышленные отходы.

Фото 2. Жидкие промышленные отходы.

Фото 3. Газообразные промышленные отходы.

Фото 4. Токсичные промышленные отходы

Фото 5. Химические промышленные отходы.

Фото 6. Транспортировка токсичных отходов

Фото 7. Полигон промышленных отходов.

Фото 8. Терриконы. г. Шахты Ростовской области

Рисунок 1. Полигон по сжиганию лузги. п. ГигантСальский район

Фото 9. Сжигание лузги на полигоне

Таблица 1. Классификация промышленных отходов

Таблица 2. Методы переработки отходов