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:
1. Охарактеризуйте актуальность проблемы хранения и утилизации отходов.
2. Что такое свалка в современном понимании?
3. Дайте характеристику процессам разложения и определите их влияние на окружающую среду.
4. Какие биохимические превращения осуществляются в процессе разложения органических веществ?
5. Что такое биогаз?
6. При каких условиях разложения отходов свалки являются долговременными источниками загрязнения окружающей среды?
7. Какие условия обработки и захоронения отходов необходимо применять при разработке ресурсосберегающих и экологичных технологических проектов?
