Миграция ртути

ВВЕДЕНИЕ

Отходы и их утилизация справедливо считаются одной из важнейших проблем, стоящих перед человечеством. Она усугубляется тем, что лишь в последние десятилетия XX века ей стало уделяться повышенное внимание на самых разных уровнях от международного до национального (регионального и местного). Решение этой проблемы пытаются найти специалисты различных отраслей науки и производства.

В целом положение в сфере обращения с отходами остается крайне неудовлетворительным для большинства регионов России из-за отсутствия полигонов захоронения и перерабатывающих заводов, недостатка финансовых средств для ликвидации угроз чрезвычайных экологических ситуаций и реализации региональных программ, усиления техногенных нагрузок на окружающую среду, большого количества уже накопленных отходов. Вследствие незавершенности разработки эффективной государственной политики в сфере обращения с отходами также возникают проблемы здоровья населения.

Смешение пищевых и других видов твердых бытовых отходов существенно снижает возможность утилизации последних, усложняет работу мусоросортировочных станций. Самым негативным является то, что незначительно утилизируются, в основном, самые токсичные отходы (1,2,3 классов опасности). Средний уровень их использования составляет 10-12  % в разные годы. В итоге около 90  % этих отходов поступает в окружающую среду, являясь наиболее весомым фактором её загрязнения. В то же время, они обладают ресурсной ценностью и относятся к не возобновляемым природным ресурсам.

     Целью курсовой  работы является анализ методов утилизации бытовых отходов, предупреждающих воздействие вредных веществ на окружающую среду.

     Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Смоделировать  процесс миграции вредных веществ в биосфере;

2. Охарактеризовать особо токсичные загрязняющие элементы, подверженных процессу миграции, описать их воздействие на биосферу;

3. Проанализировать эффективность сорбентов.

Методы утилизации бытовых отходов

Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

Разраб.

Началова А.В.

Введение

Лит.

Лист

Листов

Пров.

Двойникова А.В.

К

Р

1

18

Конс

ООСзс-10

Н.контр

Утв.

1.  ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О УТИЛИЗАЦИИ бытовых отходов

Любая хозяйственная деятельность связана с воздействием на окружающую природную среду. С одной стороны для производства товаров и услуг необходимы природные ресурсы, с другой, каждый хозяйствующий субъект эксплуатирует земельные территории, загрязняет окружающую природную среду газообразными выбросами и жидкими стоками, при этом количество твердых отходов, образующихся как при производстве продукции, так и при ее потреблении неуклонно растет.

Одной из проблем современных городов была и остается проблема твердых бытовых отходов (ТБО). Сложившаяся практика показывает, что ни один из существующих в настоящее время способов решения данной проблемы не лишен недостатков. В связи с этим основные усилия ученых направлены на совершенствование уже существующих методов в направлении увеличения их экологической безопасности и повышения их экономической эффективности.

1. Характеристика твердых бытовых отходов

   Твердые бытовые отходы образуются при разнообразной деятельности людей в условиях проживания и учреждений. В городах и поселках городского типа России ежегодно образуется около 130 млн. м3 (26 млн. т) ТБО. Это крупнотоннажные отходы, представляющие собой гетерогенную смесь различных по физическому состоянию, крупности и свойствам органических и неорганических компонентов сложного морфологического состава. В основном в состав ТБО входят непригодные к дальнейшему использованию предметы и материалы. Особую группу в составе ТБО составляют крупногабаритные предметы. К ним относятся вышедшие из строя бытовые приборы, старая мебель, обрезки деревьев и элементы строительных конструкций. Таким образом, уже на стадии сбора ТБО представляют собой несортированные смешанные отходы.

В конце XX века в составе ТБО появились компоненты, представляющие серьезную опасность как для окружающей среды, так и для здоровья человека. Это связано с тем, что отходы современного города содержат значительное количество разнообразных токсичных веществ и материалов. Обычные ТБО городов России содержат более 100 наименований токсичных соединений, и среди них - красители, пестициды, ртуть и ее соединения, свинец и его соли, кадмий, мышьяковистые соединения, формальдегид и др.

Методы утилизации бытовых отходов

Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

Разраб.

Лузанова И.В.

1. Общие сведения о биосфере

Лит.

Лист

Листов

Пров.

Двойникова А.В.

К

Р

2

18

Конс

ООСзс-10

Н.контр

Утв.

Особое место среди твердых отходов занимают пластмассы и синтетические материалы, так как они практически не подвергаются процессам биологического разрушения и могут длительное время (десятки лет) находиться в объектах окружающей среды. ТБО часто содержат и другие, не менее токсичные изделия. Так, значительные количества полихлорбифенилов поступают в бытовые отходы с отработавшими свой срок трансформаторами и конденсаторами. Свинец, ртуть и никель попадают в ТБО с непригодными к употреблению аккумуляторами, лампами и батарейками.

Вследствие всех этих факторов, ТБО современного города обостряют санитарно-эпидемиологическую обстановку как самих населенных пунктов, так и близлежащих районов, и отрицательно сказываются на состоянии их атмосферы, гидросферы и литосферы.

Химический состав ТБО, представленный в табл. 1. , позволяет определить содержание химических веществ, составляющих компоненты отходов для различных климатических зон России.

Таблица 1. Химический состав твердых бытовых отходов, массовая доля сухой массы, %

Выбор оптимальной схемы обращения с ТБО представляет собой наиболее ответственный этап в разработке общей концепции решения проблемы. При осуществлении выбора необходимо учитывать тот факт, что предприятие, организующее размещение, обезвреживание или переработку этих отходов, может быть источником загрязнения окружающей среды токсичными соединениями.

Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

2. Анализ методов утилизации ТБО

В мировой практике для утилизации и обезвреживания бытовых отходов используют термические, химические, биологические и физико-химические методы. Наиболее распространенными методами являются: термические методы, компостирование и захоронение.

1. Термические методы обезвреживания ТБО

К термическим методам обезвреживания бытовых отходов относятся сжигание и пиролиз.    

Сжигание – наиболее отработанный и используемый способ. Этот метод осуществляется в печах различных конструкций, при температурах не менее 1200°С. В результате сгорания органической части отходов образуются диоксид углерода, пары воды, оксиды азота и серы, аэрозоль, оксид углерода, бензопирен и диоксины. Зола, имеющая в своем составе неподвижную форму тяжелых металлов, накапливается в нижней части печи и периодически вывозится на полигоны для захоронения или используется в производстве цемента.

Пиролизом отходов принято называть процессы термического разложения топлива без доступа окислителя. При пиролизе макромолекулярных органических веществ происходит разложение больших молекул на мелкие. Эти процессы распада молекул имеют сложный механизм и окончательно не выяснены. Очень сложен также и состав продуктов реакций, протекающих в данных условиях пиролиза. В зависимости от температуры методы пиролиза подразделяют на низкотемпературные (до 550 °С), характеризующиеся минимальным выходом газа, максимальным количеством смол, масел и твердых остатков; среднетемпературные (до 800 °С), при которых увеличивается выход газа, уменьшается количество смол и масел; и высокотемпературные (свыше 800 °С), при которых количество образующихся газов максимально, а смолообразных продуктов сведено к минимуму. Благодаря восстановительной атмосфере атомы серы, хлора, кислорода и азота переходят в пиролизном газе в сероводород, хлористый водород, воду и аммиак. Пиролизный газ после очистки представляет собой высококачественный отопительный газ, его можно использовать на угольных ТЭС, а пиролизное масло – сырье для химической промышленности. Пиролиз – один из наименее требовательных к исходному сырью и наиболее доступных в финансовом плане методов.

Комбинированные методы обезвреживания ТБО связаны с осуществлением различных сочетаний процессов пиролиза, сжигания и газификации отходов.

Методы утилизации бытовых отходов

Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

Разраб.

Лузанова И.В.

2. Анализ методов утилизации ТБО

Лит.

Лист

Листов

Пров.

Двойникова А.В.

К

Р

4

18

Конс

ООСзс-10

Н.контр

Утв.

к основным достоинствам этих методов относится:

• существенное сокращение объема и массы отходов;
• возможность обезвреживания несортированных отходов;
• возможность использования тепла, образующегося при обезвреживании отходов.

Основным недостатком предприятий, занимающихся термическим обезвреживанием ТБО, является негативное воздействие дымовых газов на окружающую среду. Установлено, что при в ходе термической деструкции ТБО в печи интенсивно протекают различного рода химические реакции, в результате которых образуется большое количество загрязняющих веществ, которые входят как в состав дымовых газов, так и в состав шлака. К ним относятся соединения тяжелых металлов, другие токсичные вещества (НС1, HF, NO2, SO2).

Особенно опасными (сверхопасными) и сверхтоксичными веществами являются, так называемые ксенобиотики или супертоксиканты - галоидированные диоксины (ДО) и диоксиноподобные вещества (ДПВ).

2. Компостирование ТБО

 Компостирование твердых бытовых отходов представляет собой биохимический процесс переработки, способной к биотрансформации органической компоненты ТБО в компост – продукт, подобный гумусу.     В настоящее время в мире в основном используются два способа компостирования: микробиологический метод компостирования и вермикомпостирование.

Первый метод представляет собой метод биотермической переработки и обезвреживания ТБО, при котором происходит микробиологический биохимический распад органических веществ с превращением их в гумус. Протекающие при этом биохимические процессы приводят к саморазогреванию массы отходов до температуры, обеспечивающей обезвреживание патогенных микроорганизмов. Получаемый гумус используется в сельском хозяйстве для формирования и стабилизации почвенной структуры в качестве органического удобрения. Микробиологический процесс окисления органического вещества отходов при компостировании протекает в несколько фаз, и в нем принимают участие различные виды микроорганизмов, которые по отношению к температурным режимам компостируемой массы можно условно разделить на три группы:

• психрофилы (бактерии, плесневые грибы) – от 4 до 30 °С;
• мезофилы (бактерии, актиномицеты) – от 10 до 45 °С;
• термофилы (бактерии, актиномицеты, мезофильные споры) – от 45 до 65 °С.    Отдельные виды термофилов могут выживать при температуре до 75 °С.

При вермикомпостировании используется способность некоторых видов почвенных червей перерабатывать в биогумус органическое вещество отходов, попадающих в почву. Внимание ученых и практиков с давних пор привлекают различные виды почвенных червей (и в особенности дождевые черви) как

Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата