Рисайклинг как ключевой элемент современной системы сбора и переработки твердых бытовых отходов

Действующая на протяжении всей человеческой истории схема “добыча - переработка - употребление - отходы” становится все менее приемлемой из санитарно-экологических соображений, энерго- и ресурсосбережения и дефицита требуемой для захоронения отходов земли. Устранение отходов путем захоронения и сжигания представляет затратный подход, не сберегающий энергию и природные ресурсы. Главное же - этот подход не решает проблемы загрязнения среды, а лишь переводит ее в новое, не менее опасное качество. Переломить ситуацию и реально сократить поток на свалку может рисайклинг - рационализированная система сбора и вторичной переработки компонентов твердых бытовых отходов в продукты, имеющие потребительскую стоимость. В представленной работе анализируется богатый зарубежный и отечественный опыт рисайклинга, приводятся примеры конкретных технических решений. Внедрение раздельного сбора отходов, широкое освоение новых технологий идентификации и переработки, совершенствование нормативно-правовой базы и выработка стереотипов экологичного поведения - среди важнейших нерешенных проблем. Библиография - 20 наименований.

Действующая на протяжении всей человеческой истории линейная схема добыча - переработка/производство - употребление - пополнение отходов и соответствующая ей схема материальных потоков сырье - полупродукт/продукт - отход становятся все менее и менее приемлемыми из санитарно-экологических соображений, вследствие необходимости энерго- и ресурсосбережения и из-за дефицита требуемой для захоронения отходов земли.

Дискуссии о том, что делать с твердыми бытовыми отходами (ТБО), уже не первый год уже идут в Москве, да и во всех других городах России эта проблема приобретает все большую остроту. Под мусор отчуждаются пахотные земли, а главное - из-за него все более ухудшается состояние нашей среды обитания и санитарно-гигиеническая обстановка. И конечно же, с этим надо что-то делать. Обсуждаются самые разные пути решения. Больше других рассматриваются варианты со строительством мусоросжигательных заводов (МСЗ).

Сжигание в свете мировых тенденций

Анализ мировых тенденций показывает, что метод полного сжигания ТБО, прежде всего, неэкологичен. Во-вторых, он черезвычайно дорог и неэкономичен, причем не только в плане затрат на строительство, но и в эксплуатации с соблюдением всех санитарных норм [Юфит С.С., 1998; Плетнев М.Ю., 1998]. Это - иллюзия, что печь, работающая на низкокалорийном, влажном топливе (а именно такой упрощенный вариант чаще всего предлагают наши “сжигатели” - см., например, одно из последних решений такого рода [Раттенберг В.Н., 1998]) способна решить проблему отходов и со временем себя окупить. В-третьих, вариант со сжиганием ТБО просто находится вне современных тенденций, главной приметой которых является ресурсо- и энергосбережение. За последние 10 лет не известно ни одного случая строительства в Европе мусоросжигательного завода, а многие старые МСЗ закрыты, поскольку по выбросам они не удовлетворяют требованиям норм ЕЭС. Важно отметить, что в развитых странах сжигают далеко не все подряд, а лишь то, что остается после сортировки и утилизации.

Стоит внимательно посмотреть: какая же доля ТБО реально сжигается в развитых странах? Оказывается: в США - 16 %, в Канаде - 9 %, в Германии - 35 %, в Великобритании - 7 %, во Франции - 42 %, в Италии - 18 % и т.д. [Юфит С.С., 1998]. В последние годы эти цифры имеют тенденцию к значительному снижению [Lea W.R., 1996]. Особняком стоит лишь Япония, которую “сжигатели” любят приводить в качестве примера: там сжигают три четверти всего бытового мусора и дымит огромное число заводов и заводиков (1900), правда, хорошо оснащенных. Однако, опыт японцев для нас практически не пригоден. Это - островная страна, и при любой розе ветров все улетает в открытый океан, свободной же для захоронения земли практически нет. Но у японцев, заметим, и не считается за мусор то, что можно сразу извлечь и с выгодой переработать в имеющий спрос продукт.

Не будет большим откровением сказать прямо (и вовсе не для того, чтобы запугать): сейчас идет массированное наступление лоббистов МСЗ на Россию со всеми вытекающими последствиями. Ключевым моментом для этого послужило введение ЕЭС, США и Канадой в начале 90-ых г.г. новых, очень жестких норм на выбросы МСЗ. Прежде всего, следствием этих решений стало закрытие сотен МСЗ (только в Голландии, например, сразу закрылась треть). Кое-где идет их реконструкция, которая в основном касается систем очистки и обогащения дутья кислородом. На реконструкцию МСЗ, в большинстве своем построенных в 60-80-ых годах, голландцы уже затратили более 10 миллиардов гульденов (свыше 1 млрд. долларов) [Юфит С.С., 1998]. К концу 1996 г.г. закрылись почти все МСЗ Великобритании, являющейся пионером мусоросжигания (кроме двух под Лондоном, прошедших дорогостоящую реконструкцию, и нескольких тепло-, электростанций, работающих на топливе с добавлением брикетированного мусора). Открытие их весьма проблематично из-за крайне негативного отношения общественности и необходимости огромных затрат на переоснащение [Great Britain plc, 1997].

Во-вторых, резко упал спрос на продукцию фирм, подвизающихся на ниве проектирования и строительства МСЗ. Во многих штатах США и провинциях Канады строительство новых МСЗ запрещено законодательно. Полностью сбылся прогноз журнала американских деловых кругов Wall Street Journal от 11 августа 1993 г., который трудно заподозрить в гринписовских симпатиях: “Сжигатели фантастически дороги по сравнению с другими способами переработки мусора, и финансовые прогнозы для развития этого сектора крайне неблагоприятны”. К этим, чисто экономическим причинам, стоит добавить всеобщее недовольство опасными уровнями выбросов сверхтоксичных диоксинов, главными поставщиками которых являются несанкционированные источники сжигания и МСЗ. Помимо диоксинов, газовые выбросы, зола и стоки МСЗ содержат немало других вредных компонентов. Таким образом, сжигание не решает проблемы отходов, а лишь переводит ее в новое, опасное и трудно предсказуемое качество.

На фоне сложившейся ситуации становится понятным, почему строители МСЗ обратили свои взоры на слабо развитые страны (Россия - в их числе) и оптимистично обсуждают перспективы строительства двухсот новых МСЗ [Юфит С.С., 1998].

Захоронение ТБО

На этом фоне вновь обретают известную привлекательность крупные полигоны захороненния ТБО (по нашей терминологии - “свалки”, хотя это далеко не одно и то же). Аргумент прост: пусть это полежит до лучших времен, пока не появятся новые технологии утилизации. Подсчитано: стоимость сжигания тонны мусора как минимум вдвое выше стоимости его захоронения. По данным Н.Ф. Абрамова, представленным на недавнем семинаре-совещании в Академии коммунального хозяйства по проблеме ТБО, в российских условиях затраты на сжигание пятикратно перекрывают затраты на захоронение.

Отечественные мусорные свалки, как правило, представляют собой серьезнейшую опасность как загрязнители окружающей среды. Сплошь и рядом они оборудуются и заполняются с нарушением установленных (кстати, не столь уж жестких) норм, а места для них подчас выбираются без должной гидрологической проработки. Еще большую опасность представляют “дикие”, несанкционированные свалки.

Публикуемые по развитым странам данные показывают, что как минимум 15-50 % объема ТБО там уже перерабатывается. И доля переработки быстро, из года в год растет. В Великобритании, Германии, скандинавских и многих других странах законодательная поддержка и приоритеты государственного финансирования однозначно отданы вторичной переработке компонентов ТБО [Singer J., 1995; Nickel W. (Hrsg.), 1996]. Отправной точкой для этого является стремление предельно сократить количество отходов, для традиционного устранения которых в будущем остается все меньше возможностей. Из существовавших на 1996 г. 6874 захоронений в Германии к 2000 г. должна остаться лишь половина. Более 93 % бумажно-картонной упаковки и 75 % газетной продукции Германии изготавливается из макулатуры [Nickel W. (Hrsg.), 1996]. Тенденция - перерабатывать, а не сжигать и захоронять, заметим, коснулась и не слишком развитых стран. Пример тому - город Куритиба в не самой богатой Бразилии, где перерабатывается около 65 % всего бытового мусора ["Комс. правда", 1998].

Можно было бы и далее продолжать перечень недостатков сжигания и захоронения как методов устранения ТБО, особенно в тех тотальных вариантах (без сортировки и переработки), которые подчас предлагаются. Более того, можно и дать анализ типичным ошибкам, которые допускаются при проектировании МСЗ и полигонов захоронения в России. Но любая критика, как известно, бесплодна, если не предлагается что-то новое, более оптимальное и совершенное. Вот на этом новом и хотелось бы заострить внимание.

Рисайклинг (Recycling)

Известно четыре основных подхода к использованию ТБО: захоронение, сжигание, рисайклинг и компостирование плюс сбраживание. Рисайклингом называют рационализированную систему сбора и переработки компонентов ТБО в продукты, имеющие потребительскую стоимость. И тенденция в преддверии третьего тысячелетия такова, что весь мир уходит от сжигания и захоронения, все более внедряя повторную переработку, рисайклинг компонентов ТБО. Постепенно растет и доля анаэробного компостирования. Этот подход существенно отличается - и по экологической безопасности, и по экономическим показателям - от того, что существовало на протяжении всей человеческой истории. Принципиальное различие состоит в том, что технологическая цепочка рисайклинга начинается с раздельного сбора и идентификации отходов, пригодных для повторной переработки. Затем следует сортировка по типу сырья (стекло, пластик, бумага/картон, металлы, резина и т.д.). Другая часть отходов (пищевых, древесина, листва - иначе говоря, все, что способно перегнивать) идет на компостирование или опять-таки в переработку.

Захороняемый или сжигаемый остаток при таком подходе составляет не более 30-40 % от общей массы ТБО (например: это трудно идентифицируемый мусор от уборки помещений и улиц, остатки бытовых химикатов, сильно загрязненный мелкодисперсный пластик, нетермопластичные полимеры типа эпоксидов, композиты и т.п.). Но и этот несортированный мусор, как показывает опыт ГНКО “Втордрев” (Балабаново), после отделения металлов можно измельчать и перерабатывать в экологичные стройматериалы ["Не может быть", 1998]. Хотя в этой технологии еще не все ясно, переработка в строительные блоки - очень удачный метод устранения ТБО в изделия, обретающие товарную стоимость.

Известны промышленные способы рисайклинга сложных изделий, таких как бывшие в употреблении свинцовые аккумуляторы, бытовая техника и радиоэлектроника [Nickel W. (Hrsg.), 1996]. Как стадия переработки в этом случае часто добавляется демонтаж. Не сегодня, так завтра появятся рентабельные способы переработки композиционных материалов, например, автомобильных шин, слоистых и армированных пластиков, о чем свидетельствуют многочисленные исследования и пилотные проекты [Nickel W. (Hrsg.), 1996, Heierhoff K., Bund C., 1995; Unser J.F., et al., 1996; Sasse F., Emig G., 1998].

Существуют экономические, экологические и технические границы рисайклинга. Чтобы выяснить его экономическую и экологическую целесообразность, следует провести сравнение между рисайклингом и устранением отходов соответствующих видов. Рисайклинг по сравнению с устранением экономически целесообразен до тех пор, пока сумма прибыли от вторсырья и затрат на устранение является более высокой, чем затраты на рисайклинг. Точка (так называемая break-even point), где прибыль становится равной разнице затрат на рисайклинг и устранение, представляет собой порог полезности. Аналогично экологические пределы целесообразности рисайклинга устанавливаются из сопоставления экологических разгрузок (в плане отходов, выбросов) в результате замены нативного сырья вторичным и соответствующих разгрузок от рисайклинга и устранения [Nickel W. (Hrsg.), 1996].

Технические границы рисайклинга обусловлены тем, что пока не для каждого случая существуют подходящие системы идентификации, сортировки и переработки либо их применение затруднительно вследствие сильной загрязненности и смесевой природы ТБО. Во-вторых, ограничения могут проистекать от ущерба, наносимого продукту рисайклинговой технологией. Скажем, цветность и прочностные свойства бумаги, полученной из макулатуры, могут быть худшими, чем у бумаги, полученной из кондиционной целлюлозы, и это не может не влиять на потребительский спрос.

Важным элементом современной концепции и схемы является то, что мусороперера-батывающий завод обрастает малыми предприятиями (которым надо создать благоприятные условия для работы - как это принято во всем мире) даже без особого финансового участия со стороны властей. Все строится на выгоде и экономическом интересе. Например, в Западной Европе работает масса частных предприятий в сфере "зеленого бизнеса", которые жестко конкурируют за муниципальные заказы на переработку отдельных видов сырья. Поиск в “Интернет” по Германии выдает 98 компаний, в названии которых присутствует слово Recycling. Наряду с мелкими предприятиями, в рисайклинге активно участвуют и крупные фирмы, продукция которых - будь то пластик, бытовая техника или автомобили - порождает загрязнение окружающей среды. Например, в их числе такие компании, как: AT&T, Coca-Cola, Dow Chemical, Graham Packaging, Mobil (все - США), British Petroleum и Plysu Containers (Великобритания), BASF, BMW, Bayer, Henkel и Siemens (Германия). Мощным стимулом для широкого внедрения рисайклинговых технологий служит и система целевых дотаций и лицензирования деятельности, связывающая “загрязнителей” и переработчиков.

Примеры технических решений с использованием рисайклинга

Расчеты вариантов с рисайклингом по стеклу, пластику, бумаге и картону, а также данные зарубежного опыта однозначно свидетельствуют: переработка этих компонентов ТБО в российских условиях способна приносить большую прибыль, а главное - не чревата загрязнением окружающей среды. Затраты же на реорганизацию сбора и переработку мусора несопоставимы с затратами на печь сжигания и сопутствующие ей системы очистки-нейтрализации. Достаточно дорогостоящим и неэкологичным вариантом устранения ТБО является также их брикетирование и захоронение.

Из всех компонентов ТБО особенно выгодной считается переработка стеклобоя и бросового стекла (в основном, это тара из-под вина, импортных напитков, соусов, оконное стекло, кинескопы и др.). Причем все это не обязательно снова перерабатывать в стеклотару и листовое стекло - есть и существенно более выгодные пути. Известна, например, технология получения красивой облицовочной стеклянной плитки [Прокоп М., 1995]. Бой стекла может перерабатываться в стекловолокно, абразивные материалы, стеклоблоки, электроизоляторы, плафоны бра и уличных фонарей. В Германии давно уже ведется сортировка стекла по цвету (коричневое, зеленое, белое) на стадии сдачи: на улицах стоят контейнеры трех сортов, выкрашенные в те же тона. Массовое задействование в сортировке ТБО потребителя позволяет существенно снизить затраты на ручную сортировку и подготовку сырья. При использовании стеклобоя в производстве стеклотары энергозатраты снижаются на 30-40 %.

Широко известны технические решения в области переработки вторичного пластика в товарный гранулат с возможной последующей переработкой в неподверженные коррозии пластмассовые трубы, тару и в товары народного потребления. При условии надежной идентификации, сортировки и подготовки вторичный пластик наряду с товарным гранулатом может использоваться и в производстве высокотехнологичных изделий, таких как автодетали и химволокно. Вторичный пластик - это подходящее сырье для изготовления тары под товары бытовой химии, ящиков, поддонов, контейнеров и мебели.

Известны, в том числе в России, крупные потребители на вторичный пластик, в частности, на полиэтилен (ПЭ) и полиэтилентерефталат - один из самых дорогостоящих, кстати, пищевых пластиков. Немало позитивных примеров сбора и переработки вторичного ПЭ в Москве, Санкт-Петербурге, Красногорске и других городах (см., например, ["Химия и рынок", 1998)]. В мире успешно действуют установки деполимеризации и термодеструкции отходного пластикового сырья, которые служат для получения мономеров, растворителей, смазочных масел и другого ценного химического сырья. Своеобразным примером рисайклинга является частичное использование с 1993 г. полимерных отходов вместо мазута в доменном процессе для восстановления железа [Lindenberg H.U., et al., 1996].

Для бумаги и картона (в основном, это - бывшая в употреблении упаковка и полиграфические материалы) тоже существуют простые и экономичные способы утилизации с учетом спроса рынка. Новинкой здесь является, например, простая и изящная технология ряда фирм, которые специализируются на переработке бумажно-картонной макулатуры в лотки для яиц, стаканчики для рассады, упаковку для винно-водочных изделий, радиоэлектроники и т.д. (см., например, [Орлов Г., 1997]). После отмывания типографской краски газетная макулатура вновь используется в производстве газетной бумаги. На бумажно-картонной макулатуре в Московском государственном предприятии “Промотходы” третий год успешно работает по финской технологии производство утеплительного стройматериала - “эковаты” [Замуруева И., Жук Р., 1997].

Созданы отечественные и зарубежные технологии вторичной переработки древесных и растительных отходов, кератинового сырья, стройматериалов, сложных изделий (таких как компьютеры, лампы и свинцовые аккумуляторы), бывших в употреблении автопокрышек как с металлическим, так и с тканевым кордом. При подобном комплексном подходе почти ничего не сжигается и не захороняется. Для большинства видов горючих ТБО рисайклинг является более энергосберегающим методом переработки, нежели сжигание на МСЗ, даже при условии выработки электроэнергии и тепла [Morris J., 1996]. Нельзя не замечать того, что сейчас созданы технологии, позволяющие утилизировать практически любые материалы.

Запустить рисайклинг вполне может легкий на подъем частный бизнес, но для этого необходимы коррективы нормативно-правовой основы обращения с отходами и минимальная поддержка государства, областных и муниципальных властей. Чтобы повысить заинтересованность, можно организовать конкурс среди предпринимательских кругов Москвы или любого иного города на лучший проект переработки компонентов ТБО. Наконец, вовсе не обязательно все строить с нуля: практически в любом областном центре есть предприятия бывшего ВПК, где существуют простаивающие мощности по переработке пластмасс и металлов. Проблема здесь видится в том, чтобы увязать их конверсионные программы с нуждами региона. Система экономических стимулов рисайклинга детально проработана, например, германской Duale System - der Grűne Punkt в отношении отходов упаковки, опыт которой тиражируется сейчас по всей Европе. Ее элементы вполне могли бы оказаться полезными и для России.

Важно отметить: во многих странах реализуются государственные программы, цель которых - повысить роль переработки ТБО и таким образом снизить нагрузку на среду обитания. Немаловажно также, что сбор и переработка ТБО способны обеспечить новые рабочие места. Комплексная, профессиональная экспертиза проектов, конкурентность и гласность - также немаловажные условия для успешного внедрения рисайклинговых технологий.

Правовое и идеологическое обеспечение рисайклинга, экологическое образование

Проблему ТБО решать нужно и как можно скорее. Но начинать ее следует не с МСЗ, как это планируют в Москве, упорно игнорируя мнение науки и общественности, а с мусороперерабатывающего завода, обязательно включающего сортировочные линии по видам отходов. Наши коммунальные службы нередко в переработке видят угрозу своим дотациям и монополии на разработку свалок. Но и решить проблему ТБО самостоятельно им не по силам. Чтобы повсеместно запустить переработку, необходимо создать нормативно-правовую базу, которая законодательно закрепила бы приоритет рисайклинга перед другими, не столь экологичными и затратными способами обращения с отходами. Необходимо разработать и законодательную базу поощрения предприятий, занимающихся сбором и вторичной переработкой компонентов ТБО. По крайней мере частично здесь мог бы пригодиться богатый опыт немецкой Duale System - der Grűne Punkt в отношении отходов упаковки. Суть его вкратце состоит в том, что пошлина на загрязнителей окружающей среды и доход от лицензирования экологичной продукции, маркированной “зеленой точкой”, в качестве дотации поступают переработчикам ТБО.

Разъясняя экологические задачи в прессе, по радио и ТВ, необходимо готовить общественное мнение к введению в практику раздельного сбора бытовых отходов. Организацию раздельного сбора ТБО проще всего начать с делового сектора города, “производящего” до 40 % отходов бумаги, картона и пластика - с рынков, магазинов, учреждений и типографий.

Экологичный образ жизни следует активно пропагандировать в школах. Известно, что дети - это лучший канал воздействия на более консервативных взрослых [Evans S.M., et al., 1997]. Так, любой немецкий школьник в состоянии грамотно объяснить смысл англоязычного слова “рисайклинг”. А у нас? Первый опыт, между тем, уже есть, но кто о нем знает? Как показывает практика, на пропаганду идей рисайклинга могут успешно работать и броские надписи на мусоросборочных контейнерах, и пластиковые пакеты, на 100 % изготовленные из вторичного полиэтилена, и корпус пылесоса, и стеклянный плафон светильника. Во многих странах экологическая маркировка продукции стала значимым фактором потребительского выбора и серьезным аргументом фирм-производителей в конкурентной борьбе. В свою очередь, экологическая подкованность населения является стимулом для совершенствования потребительских товаров, их тары и упаковки в отношении большей экологичности и приспособленности к переработке [Nickel W. (Hrsg.), 1996; Плетнев М.Ю., 1997]. Кстати, о переработке: судя по наличию адресов и телефонов в туристическом путеводителе, районные пункты рисайклинга Берлина - такая же достоприме-чательность, как, скажем, музеи Шарлоттенбурга.

Положение России в плане экологии плачевно, но не беспросветно. Вскоре после войны Западная Европа начала возводить мусоросжигательные заводы и активно строила их до начала 80-ых г.г. Затем стали все более ужасаться содеянному. Наконец, пришли, к осознанию необходимости в чистоте среды обитания, в сбережении энергии и природных ресурсов. И перестраиваться им не в пример труднее, чем нам. К счастью, мы не обременены этим поучительным, но по большому счету негативным опытом. Необходимо кардинальное переосмысление стратегии в обращении с ТБО и перейти от чисто затратных методов к экономическим, рисайклинговым, больше работать над причинами, а не над последствиями ущерба для окружающей среды.

Автор глубоко признателен С.С. Юфиту за помощь в подготовке данной статьи.

М.Ю. Плетнев,
доктор химических наук, с.н.с.
Белгородский государственный университет,
308007 г. Белгород, ул.Студенческая, 12, e-mail: pletn@bgpu.belgorod.su,
тел.: (0722) 34-11-35 - р.; тел./факс: (0722) 25-86-58

БИБЛИОГРАФИЯ

1. Газета “Комсомольская правда” (1998), № 171, с. 4.
2. Газета “Не может быть” (1998), № 10, с. 7.
3. Замуруева И., Жук Р. - Деньги (1997), № 43, с. 27-30.
4. Орлов Г. - Тара и упаковка (1997), № 4, с. 4-5.
5. Плетнев М.Ю. - Экология человека (1997), № 1, с. 40-41.
6. Плетнев М.Ю. - Экология человека (1998), № 2, с. 85-87.
7. Прокоп М. Зеленый бизнес. - М.: “Мир”, 1995. - 96 с.
8. Раттенберг В.Н. - Чистый город (1998), № 4, c. 20-25.
9. Химия и рынок (1998), № 1, с. 34-36.
10. Юфит С.С. Мусоросжигательные заводы - помойка на небе (Курс лекций, вып. 2). - М.: “Два мира”, 1998. - 42 с.
11. Evans S.M., Gill M.E., Marchant J. - J. Biol. Education (1996), 30, № 4, p. 243-248.
12. Great Britain plc. The Environmental Balance Sheet, October 1997. - Biffa/ Beacon Press (UK), 1997. - 88 pp.
13. Heierhoff K., Bund C. - Kunststoffe Plast. Europe (1995), 85, № 2, S. 226-228.
14. Lea W.R. - J. Hazard. Mater. (1996), 47, № 1-3, p. 295-302.
15. Lindenberg H.U., Dehaas H., Juchhoff W., Janz J., Reimer G., Weiss W. - Stahl u. Eisen (1996), 116, № 8, S. 89-96.
16. Morris J. - J. Hazard. Mater. (1996), 47, № 1-3, p. 277-293.
17. Niсkel W. (Hrsg.). Recycling-Handbuch: Strategien - Technologien - Produkte. - Dűsseldorf: VDI Verlag, 1996. - 526 S.
18. Sasse F., Emig G. - Chem.-Ing. Technik (1998), 70, № 3, S. 233-245.
19. Singer J. - Resour. Conserv. & Recycl. (1995), 14, №. 2, p. 133-155.
20. Unser J.F., Staley T., Larsen D. - SAMPE J. (1996), 32, № 5, p. 52-57.