Промышленности

Тема захоронения и переработки отходов в настоящее время является острой проблемой современности.

Без вмешательства человека природные экологические системы (леса, озера, болота) могут существовать долгое время, не претерпевая существенных необратимых изменений. Стабильность обеспечивается тем, что в них постоянно идет круговорот органических веществ, когда отходы жизнедеятельности одних организмов являются пищей для других, а численность различных организмов сбалансирована и приблизительно постоянна. Развитие человеческой цивилизации должно соответствовать тем же правилам.

Чем развитее страна, тем с большей неизбежностью она встает перед необходимостью сокращать количество твердых отходов, превращая их в полезную продукцию. Но при всем этом свалки угрожающе растут, заставляя решать ученых, специалистов и политиков эти проблемы комплексно.

Свалка – это сложная экологическая система, которая формируется из твердых отходов (ТО) различной природы и происхождения при их взаимодействии с атмосферными осадками. Вследствие разнообразия поступающих сюда ТО, она характеризуется большой неоднородностью и высоким содержанием органических веществ. Но чем дольше длится процесс разложения, тем больший вред наносится окружающей среде и человеку.

Неразложившиеся отходы обнаруживаются даже спустя десятилетия после захоронения. Чтобы решить эту задачу, необходимо вникнуть в химическую сущность процесса.

Биохимические превращения органического вещества определяются наличием или отсутствием кислорода. Если кислорода достаточно, отходы достаточно быстро превращаются в углекислый газ и биомассу микроорганизмов. Но аэробные (кислородные) условия существуют продолжительное время лишь в верхнем слое свалки. Потом в более глубоких слоях наступает медленная анаэробная (безкислородная) фаза разложения органического вещества, первоначальная стадия которого – гидролиз биополимеров (углеводов, белков и жиров). В результате процессов разложения образуются органические кислоты (например, уксусная), а они потребляются особыми, метаногенными микроорганизмами, которые образуют биогаз – смесь углекислого газа и метана.

Если процесс образования органических кислот опережает процесс их разложения, то химическая среда свалки становится кислой. При этом бактерии, разлагающие отходы, погибают. В таком состоянии свалки являются долговременными источниками загрязнения поверхностных и подземных вод. Метан поступает в атмосферу и это способствует глобальному потеплению климата.

При разработке новых ресурсосберегающих и экологичных технологических процессов, необходимо обезвреживание отходов на стадии вывода из технологического процесса, но при современном развитии науки и техники невозможно исключить образование не утилизируемых, не подлежащих сжиганию, не поддающихся нейтрализации токсичных отходов. В этом случае целесообразно захоронение отходов такого рода в специально создаваемых для этого хранилищах, где можно будет хоронить промышленные отходы для их использования в будущем.

Вопросы для самоконтроля:

Охарактеризуйте актуальность проблемы хранения и утилизации отходов.

Что такое свалка в современном понимании?

Дайте характеристику процессам разложения и определите их влияние на окружающую среду.

Какие биохимические превращения осуществляются в процессе разложения органических веществ?

Что такое биогаз?

При каких условиях разложения отходов свалки являются долговременными источниками загрязнения окружающей среды?

Какие условия обработки и захоронения отходов необходимо применять при разработке ресурсосберегающих и экологичных технологических проектов?