10646
.pdf
191
для сельского хозяйства такие дешевые и доступные удобрения – это интенсификация производства и повышение конкурентоспособности отечественной продукции. Для фермера – независимость от конъюнктуры закупочных цен на рынке минеральных удобрений и большие урожаи.
Рис.1 Потенциал биогаза по замещению традиционных источников энергии [1]
Для Нижегородской области развитие биоэнергетики особенно актуально. На территории области располагается большое количество животноводческих ферм, птицефабрик, предприятий пищевой промышленности, очистных сооружений, где происходит образование органических отходов. Складирование таких отходов или вывоз на полигоны только ухудшают экологическую обстановку области, происходит загрязнение атмосферного воздуха, водных объектов, почв, отчуждение больших площадей плодородных земель. Использование биоэнергетики в области не только улучшит экологическую обстановку, но и приведет к выработке дополнительной энергии, а это электричество и тепло, к повышению плодородия почв, повышению урожайности, что позволит выйти области на передовые позиции по стране в целом.
По России уже работает около 10 биогазовых установок, которые направлены на собственные нужды. Лидером субъектов России является Белгородская область, также внедрением таких установок занимается Оренбургская, Волгоградские области.
Биогазовая энергетика – надежная и экономически выгодная альтернатива магистральному природному газу и централизованному электроснабжению. Использование отходов животноводства, растениеводства, пищевой промышленности и канализационных стоков для производства биогаза сделает предприятие собственником небольшого газового месторождения с годовой добычей от 1 до 20 млн м3 и электростанции мощностью от 300кВт до 10МВт.
Литература 1. Предпосылки биогазовой энергетики в России [Электронный
ресурс]: Биогазовая энергия. – Режим доступа: http://biogas-energy.ru/
192
УДК 692.82
Д.А. Давыдова
Сравнительный анализ жизненного цикла оконных изделий из дерева и поливинилхлорида
Оконные изделия играют значительную роль в зданиях и доступны в широком диапазоне конструкций. Важное значение имеют также и материалы, из которых изготавливаются оконные рамы. Существенным аспектом оконных изделий является воздействие материалов, из которых они изготовлены, на окружающую среду. Важными характеристиками являются потребление энергии, ресурсов и экологическая нагрузка, связанная с их изготовлением и эксплуатацией. Также окна должны быть прочными и экономичными и оказывать наименьшее влияние на окружающую среду в процессе их эксплуатации и последующей утилизации (рециклинга).
Сравнительный анализ материалов оконных рам производится на основании их жизненного цикла. Экологическая оценка жизненного цикла
– это процесс подсчета экологических воздействий, связанных с промышленным продуктом путем определения расходов энергетических и материальных ресурсов, выбросов, сбросов загрязняющих веществ, отходов на единицу продукции, а также путем подсчета реализации возможности по введению в действие экологических улучшений.
Жизненный цикл продукта включает пять этапов:
предпроизводственный, обеспечивающий сырьевыми и энергетическими ресурсами;
производственный, обеспечивающий получение продукта; этап упаковки, транспортировки и доставки продукта
потребителю;
этап ремонта, рециклинга, утилизации изделия. Поливинилхлорид (ПВХ) является синтетическим материалом,
состоящим из повторяющихся блоков ПВХ, состоящий из хлора, углерода и водорода. Основная часть водорода и углерода являются производными от ископаемых видов топлива, прежде всего от природного газа и нефти. Производство ПВХ – энергоемкий процесс, в процессе которого выделяется много ядовитых веществ, таких как диоксины, винилхлорид, фталаты и тяжелые металлы. ПВХ разлагается очень медленно и в качестве отходов продукт содержит экологически опасные вещества, которые могут просочиться в почву и грунтовые воды. Переработка ПВХ представляет собой сложный процесс, так как ПВХ, используемый в оконных рамах, имеет многочисленные добавки, играющие важную роль в свойствах конечного продукта. Добавки (пластификаторы) используются для уменьшения хрупкости или для защиты от разрушения в результате теплового воздействия, окисления и солнечной радиации.
193
Рамы ПВХ изготавливаются из полых профилей, а также с металлическим подкреплением для увеличения жесткости. Это, как правило, повышает суммарную теплопроводность. Рамы из ПВХ остаются неизменны во влажных условиях, однако ПВХ очень чувствителен к высокой температуре и ультрафиолетовому излучению, которое может привести к изменению цвета.
Древесина состоит в основном из целлюлозы, лигнина и других органических веществ, таких как белок, сахар, смолы и вода. Состав этих веществ различен для разных видов деревьев. Древесина является традиционным материалом для оконных рам из-за своей доступности и простоты обработки. Древесина имеет низкую теплопроводность. Однако она может пострадать от влаги, поэтому деревянные оконные рамы необходимо окрашивать как минимум раз в пять лет. Для производства оконных рам используются такие породы деревьев, как сосна, кедр, красное дерево. Однако древесина не относится к числу возобновляемых материалов, но обладает низкими энергозатратами. Поэтому для устойчивого управления лесами необходимо придерживаться следующего лозунга: «За каждое срубленное дерево необходимо посадить два».
Вплане расходов на техническое обслуживание деревянные окна являются самыми дорогими, так как они требуют регулярного обслуживания, то есть окрашивания каждые 5 лет. Оконные рамы из ПВХ должны очищаться щелочными моющими средствами каждые 6 месяцев для сохранения их внешнего вида.
Однако следует принять во внимание и тот факт, что в случае пожара
вздании оконные рамы из ПВХ выделяют токсичный газ хлористый водород, который, вступая в реакцию с водяными парами, образует соляную кислоту, вдыхание паров которой может привести к смерти в течение одной минуты. После эксплуатации оконные рамы из ПВХ не могут быть переработаны из-за многочисленных токсичных добавок, которые используются для получения желаемых конечных свойств продукта.
Пластиковые окна из ПВХ более привычны. Они обычно устанавливаются в офисах, квартирах – это практично и удобно. Но не следует забывать, что окна из ПВХ имеют свои минусы, и среди них есть один, самый главный. Пластик получают химическим способом, в его составе нередко обнаруживается свинец, кадмий и другие вещества, а следовательно, они могут быть небезопасными для здоровья. Не говоря уже о том, что они не пропускают воздух с улицы, то есть разрушают естественную атмосферу в квартире.
Вэтом плане деревянные окна неоспоримо лучше, ведь древесина – это, пожалуй, самый экологический материал. Он «дышит», но не пропускает влагу. Кроме того, эти изделия бывают из разных пород: дуба, бука, сосны, лиственницы и т.д., в то время как пластик, есть пластик. При
этом изделия из разных пород древесины обладают различными
194
качествами. Так, например, дубовые отличаются поразительной крепостью, надѐжностью и удивительной влагоустойчивостью, а из ясеня – красивым цветом и рисунком древесины.
Качественным окнам не страшна влага, а значит и гниение, никакие насекомые, а также любые климатические условия. Эксплуатация не доставляет особых проблем – они долговечны, без проблем служат по нескольку десятков лет, неприхотливы в обслуживании – их легко мыть, ремонтировать.
Литература 1. Помернацев, Э.Г. Экологические проблемы производства,
переработки, потребления и утилизации ПВХ и изделий/ Э.Г. Померанцев// Пластические массы. 1995. № 2. С. 47-49.
2. Кривошеин, А.Д. Анализ возможности улучшения эксплуатации качеств из ПВХ-профилей// А.Д. Кривошеин, Г.А. Пахотин // Светлопрозрачные конструкции. 2001.
№ 2. С. 4-7.
3. Сыркина, И.Г. Вопросы безопасности использования поливинилхлорида/ И.Г. Сыркина, Ю.А. Трегер // Экология и промышленность России. 2000. № 3. С. 15-16.
УДК 628.3
Ю.В. Денисова
Утилизация осадков городских сточных вод с использованием аминокислотных реагентов
В процессе функционирования Нижегородской станции аэрации накапливается огромное количество осадков, которые являются токсичными и опасными в санитарном отношении. Количество влажных осадков в зависимости от технологии очистки и обработки колеблется от 0,4 до 0,8% от объема подвергаемых обработке сточных вод. Осадки городских сточных вод являются опасным отходом, относящимся к 3-4 классам опасности.
Осадки содержат в своем составе токсичные вещества и различные виды представителей микрофлоры. Основными химическими элементами осадков являются углерод, фосфор, азот, сера и водород, а также микроэлементы, такие как цинк и медь и особо токсичные – кадмий, свинец, ртуть, которые могут достигать в осадках высоких концентраций и представлять опасность. Кроме того, в осадках содержится большое количество микроорганизмов, в том числе патогенных.
Основная масса осадков, выделяемых в процессе очистки на нижегородской станции аэрации, направляется на обезвоживание и длительное хранение на иловые карты, полигоны и т.д. Загрязненные
195
осадки могут распространяться на огромные расстояния потоками воздуха, грунтовыми водами с помощью животных. Под иловые поля отводится большие площади земли. Суммарная площадь иловых площадок на станции аэрации города Нижнего Новгорода – более 150 га. Таким образом, осадки городских сточных вод нуждаются в обеззараживании и детоксикации.Вместе с тем осадки являются ценным органо-минеральным веществом и могут быть подвергнуты утилизации.
Утилизация осадков может быть осуществлена по следующим направлениям:
всельском хозяйстве как удобрение;
всельском хозяйстве для улучшения почв;
вживотноводстве как кормовой продукт;
вжировой промышленности;
встроительных и дорожных работах;
вхимической промышленности.
Одним из перспективных направлений утилизации осадков городских сточных вод является использование их в качестве удобрения в сельском и городском хозяйстве, в «зеленом строительстве » и при рекультивации нарушенных земель, свалок и т.д. Макроэлементы – азот, фосфор, калий, кальций, магний, сера – потребляются растениями в больших количествах. Азот входит в состав аминокислот, из которых построены молекулы белка, гликозидов, алкалоидов, витаминов, хлорофилла и т.д. Из всех элементов питания он в наибольшей степени способствует росту растений и увеличению урожайности. Микроэлементы: цинк, медь, бор, молибден, кобальт – потребляются растениями в небольших количествах. Цинк входит в состав хлоропластов и ферментов, способствует обмену белков и образованию стимуляторов роста.
Удобрительная ценность осадка сравнима с навозом или перегноем – при внесении осадка в грунт в качестве удобрения значительно увеличивается урожайность сельхоз культур, а при повторном вовлечении отходов очистных сооружений в промышленный и сельскохозяйственный оборот позволяет расширить сырьевую базу страны и на этой основе увеличить масштабы производства.
Обеззараживание осадков (антибактериальная обработка и дегельминтизация) и детоксикация (снижение степени воздействия тяжелых металлов) позволяет значительно снизить экологическую и санитарно-гигиеническую опасность.
На кафедре экологии и природопользования ННГАСУ разработана технология обезвреживания и утилизации осадков с использованием аминокислотных композиций ММЭ-Т, получаемых из белоксодержащих отходов (пух, перо, кожа и т.д.). Получение аминокислотных реагентов происходит в аппаратах периодического действия. На первой стадии происходит измельчение белоксодержащего сырья, далее подготовка
196
белоксодержащего сырья (вводится вода и щелочь), непосредственно процесс гидролиза, охлаждение и разделение гидролизата, на следующей стадии реагент разливают в тару, обеззараживающий реагент получают путем добавления к гидролизату солей меди [1,2].
Обеззараживающий реагент вводится перед подачей осадка на обезвоживание, детоксицирующий – после обезвоживания осадка. Такая обработка осадков позволяет получить обезвреженный осадок. После дегельминтизации и детоксикации осадок может быть использован в национальном хозяйстве для восстановления почвонарушенных грунтов, рекультивации свалок как почвоулучшающую добавку и др.
Литература
1.Губанов, Л.Н. Обезвреживание и утилизация осадков городских очистных сооружений: монография / Л.Н. Губанов, Е.В. Копосов, Д.В. Бояркин, В.И. Зверева. – Н. Новгород: ННГАСУ, 2007. – 362 с.
2.Губанов, Л.Н. Оптимизация параметров обеззараживания и детоксикации осадков сточных вод на различных уровнях унификации /
Л.Н. Губанов, Д.В. Бояркин // Приволжский научный журнал. –
Н. Новгород, 2011. – № 4. – С. 176-177.
УДК 504.064.4
Л.Д. Еремеев
Рекультивация полигонов твердых бытовых отходов,
ееосновные технологические этапы
ВРоссии ежегодно образуется около 130 млн м3 ТБО, из них около 5% перерабатывается, остальные же 95 % вывозится на свалки и полигоны твердых бытовых отходов.
Площадь, занятая полигонами, на территории РФ ежегодно увеличивается на (2,5÷4) %. Под полигоны твердых бытовых отходов в год отчуждается около 10 тыс. га пригодных для использования земель, не считая площади земель, загрязняемых многочисленными несанкционированными свалками.
Площадь свалок и полигонов для захоронения отходов достигла в России 107 тыс. га, всего же площадь нарушенных земель превысила 1 млн га. Для восстановления нарушенных земель, по окончании эксплуатации полигонов ТБО проводят его рекультивацию [1].
Под рекультивацией закрытых полигонов понимается комплекс работ, направленных на восстановление продуктивности и хозяйственной ценности восстанавливаемых территорий, а также на улучшение окружающей среды.
Рекультивацию проводят по окончании стабилизации закрытых
197
полигонов – процесса упрочнения свалочного грунта, достижения им постоянного, устойчивого состояния [2].
Направление рекультивации определяет дальнейшее целевое использование рекультивируемых территорий. Выделяют следующие направления рекультивациизакрытых полигонов:
-сельскохозяйственное;
-лесохозяйственное;
-рекреационное;
-строительное.
Сельскохозяйственное направление рекультивации закрытых полигонов осуществляют при расположении полигона в зоне землепользования или иного сельскохозяйственного предприятия. Цель его – создание на нарушенных в процессе заполнения полигона землях пахотных, сенокосных и сенокосно-пастбищных угодий, коллективного садоводства. При сельскохозяйственном направлении рекультивации выращивать овощи и фрукты, а также вести коллективное садоводство допускается через 10÷15 лет, а создавать сенокосно-пастбищные угодья – через 1÷3 года после закрытия полигона.
Лесохозяйственное направление рекультивации – создание на нарушенных полигонами землях лесных насаждений различного типа. Лесоразведение предусматривает создание и выращивание лесных культур мелиоративного, противоэрозионного, полезащитного, ландшафтноозеленительного назначения через 2÷3 года после закрытия свалки.
Рекреационное направление рекультивации закрытых полигонов возможно после перекрытия свалочного грунта экраном, состоящим из выравнивающего слоя, выполняемого отсыпкой инертного материала, газо- и водонепроницаемых слоев, дренирующего слоя, защитного слоя, отсыпаемого из потенциально плодородного грунта, и плодородного слоя почвы, устройства газоотводных скважин и проведения биологического этапа рекультивации.
Строительное направление рекультивации закрытых полигонов возможно только после вывоза строительного мусора. Строительство каких-либо закрытых помещений на территории закрытого полигона без вывоза свалочного грунта не допускается. При вывозе свалочного грунта жилищное строительство может быть разрешено только после проведения соответствующих санитарно-бактериологических исследований [3].
Рекультивация полигона состоит из двух этапов: технического и биологического.
Технический этап рекультивации включает исследования состояния свалочного грунта и его воздействие на окружающую природную среду, подготовку территории полигона к последующему целевому ее использованию.
Кпроцессам технического этапа рекультивации относятся
стабилизация тела полигона, выполаживание и террасирование,
198
сооружение системы дегазации, создание рекультивационного многофункционального покрытия, передача участка для проведения биологического этапа рекультивации. Технический этап рекультивации закрытых полигонов включает следующие операции:
-завоз грунта для засыпки трещин и провалов, его планировка;
-создание откосов с нормативным углом наклона. Операции производятся сверху вниз при высоте полигона над уровнем земли более
1,5 м;
-строительство дренажных (газотранспортных) систем дегазации;
-погрузка и транспортировка материалов для устройства многофункционального покрытия;
-планировка поверхности;
-укладка и планировка плодородного слоя [2].
Биологический этап рекультивации включает мероприятия по восстановлению территорий закрытых полигонов для их дальнейшего целевого использования. К ним относят комплекс агротехнических и фитомелиоративных мероприятий, направленных на восстановление нарушенных земель. Биологический этап восстановления нарушенных земель осуществляется вслед за техническим этапом рекультивации, в основном на заключительном этапе восстановления земель, выполняемого вслед за нанесением слоя условно чистого грунта или внесения химмелиорантов [4].
Рис.1 Технологическая схема рекультивации закрытых свалок без переработки свалочного грунта [5]
1 - выположенный откос свалки; 2, 5 - бульдозер; 3 - автотранспорт; 4 - насыпная почва; 6 - закрытая свалка; 7 - рекулътивационный слой закрытой свалки;
8 - биологический этап рекультивации; 9 - рекреационное, сельскохозяйственное, лесохозяйственное направление рекультивации
Продолжительность биологического этапа рекультивации составляет
4года и включает следующие работы:
-подбор ассортимента многолетних трав;
-подготовку почвы;
-посев и уход за растениями [4].
199
Впервый год проведения биологического этапа рекультивации подготовка почвы включает дискование на глубину до 0,1 м, внесение основного удобрения и предпосевное прикатывание. Затем проводят раздельно-рядовой посев подготовленной травосмеси, которая состоит из двух, трех сортов или более. Подбирают травосмеси из условия обеспечения хорошего задернения территории рекультивируемого полигона с учетом их устойчивости к морозам и засухе, долговечности, быстрого отрастания после скашивания.
Уход за посевами в первый год состоит из периодического полива из расчета обеспечения (35÷40)% влажности почвы, скашивания на высоту (10÷15) см и подкормку минеральными удобрениями с последующим боронованием на глубину (3÷5) см.
Впоследующие (второй, третий и четвертый) годы уход за выращиванием многолетних трав сводится к выполнению следующих работ: в весенний период – подкормка азотными удобрениями и боронование на глубину (З÷5) см; в летний период – скашивание травы на высоту (5÷6) см и подкормка ее минеральными удобрениями из расчета (140÷200) кг/га с последующим боронованием на глубину (3÷5) см и одноразовым поливом (200 м3/га).
Через 4 года после посева трав территорию рекультивируемого полигона передают соответствующему ведомству для последующего целевого использования земель [5].
Таким образом, рекультивация полигонов – эффективный метод восстановления нарушенных земель, а также ослабления негативного воздействия полигона на окружающую среду. Восстановленные территории, впоследствии можно повторно использовать для строительства новых объектов – автостоянок, малых складских комплексов, парковой зоны и т.д.
Литература
1.О состоянии и об охране окружающей среды Российской Федерации в 2009 г.:ежег. докл. / Министерство природных ресурсов и экологии Российской Федерации. – М., 2009. – 495 с.
2.Трушин, Б.В. Национальные особенности рекультивации полигонов захоронения ТБО / Б.В. Трушин // Спецэкология. – 2010. – 9 с.
3.Мирный, А.Н. Санитарная очистка и уборка населенных мест/ А.Н. Мирный. – М.: Стройиздат, 1990. – 408 с.
4.Инструкция по проектированию, эксплуатации и рекультивации полигонов для твердых бытовых отходов, утв. Минстроем России 02.11.96, согласована с Госкомсанэпиднадзором России 10.06.96 № 01-8/1711.
5.Закрытие полигона, рекультивация и передача участка под дальнейшее использование [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://clean-future.ru
200
УДК 349.6
А.Д. Игошин
Государственный экологический надзор как элемент системы государственного управления в области охраны окружающей среды
Управление природопользованием и охраной окружающей среды представляет собой совокупность осуществляемых уполномоченными субъектами действий, направленных на исполнение требований экологического законодательства.
Управление в данной сфере призвано обеспечить реализацию экологического законодательства. Оно выступает как средство формирования реальных общественных эколого-правовых отношений, образующих само экологическое право. Социальное значение управления в целом и государственного особенно определяется тем, что путем последовательной реализации требований законодательства относительно распоряжения природными ресурсами, их рационального использования и охраны окружающей среды от вредных воздействий обеспечивается соблюдение экологических прав и законных интересов человека и гражданина, сохранение и восстановление благоприятного состояния природы. Прежде всего, в рамках управления (а затем с помощью правоохранительных органов) достигаются цели, поставленные экологическим правом, и его эффективность [1].
Государственное управление в области охраны окружающей среды является частью социального управления и должно рассматриваться как одна из функций Российской Федерации и должно строиться на основе ряда специфических принципов (многие из них являются базовыми принципами государственного управления вообще). Например, некоторые из них:
законность; сочетание бассейнового и административно-территориального
принципов организации управления. Наиболее ярко он проявляется в сфере управления водопользованием. В связи с принятием Водного кодекса РФ от 03.06.2006 № 74-ФЗ отечественные бассейновые советы являются совещательными органами;
разделение хозяйственно-эксплуатационных и контрольнонадзорных функций в организации государственного управления. Этот принцип проявляется в том, что органы, наделенные контрольнонадзорными функциями управления использованием и охраной природных ресурсов, не могут выполнять функции по хозяйственному использованию соответствующих ресурсов [2].
Согласно п. 1 ст. 8 Федерального закона «Об охране окружающей среды» от 10.01.2002 № 7-ФЗ государственное управление в области охраны окружающей среды осуществляется федеральными органами