Диссертация (Системы учета и управления отходами), страница 5

Согласно данным, полу-23ченным для Западной Европы, энергетическая ценность материалов, ставших отходами, составляет 5 % от изначально затраченной на них энергии [593, 594].Таблица 1.2 – Морфологический состав ТБО в процентном соотношениипо усредненным данным исследований, проводимых в разных странах1 [482]РегионАзияВосточная АзияЗападная Азия иСредняя АзияЮго-ВосточнаяАзияЮго-ЦентральнаяАзияАфрикаВосточная АфрикаЗападная АфрикаСеверная АфрикаЦентральнаяАфрикаЮжная АфрикаЕвропаВосточная ЕвропаЗападная ЕвропаСеверная ЕвропаЮжная ЕвропаРоссия2ОкеанияАвстралия и Новая ЗеландияОстальные страныОкеанииАмерикаСеверная АмерикаЦентральнаяАмерикаЮжнаяАмерикаКарибский регион1Вид отходаПищевые Бумага/Резина/ДругиеДревесина ТекстильПластик Металл Стеклоотходы картонкожаотходы26,218,83,53,51,014,32,73,17,441,118,09,82,90,66,31,32,25,443,512,99,92,70,97,23,34,016,340,311,37,92,50,86,43,83,521,953,940,451,17,79,816,57,04,421,71,02,51,15,53,04,51,81,03,52,311,621,543,416,86,52,54,53,52,01,523251530,124,223,836,930,021,827,530,617,038,07,511,010,010,61,56,23,610,014,613,07,08,036,030,024,067,56,02,533,923,243,84,71,42,05,51,35,53,04,310,936,23,91,48,54,66,59,813,713,52,61,86,72,63,712,344,917,14,72,60,710,82,93,313,046,917,02,45,11,99,95,05,73,5Применимые относительно конкретных регионов значения рассчитаны по национальным, частичнонеполным данным по образованию отходов.

Приведенное здесь процентное соотношение необязательносводится к 100%. Некоторые регионы не располагают данными по отдельным видам отходов – пропускив таблице обозначают отсутствие данных.2данные по России приведены по результатам исследований АКХ по Москве и Московской области[103, 492]3В эту графу по России включены: отсев менее 16 мм – 8,8 %; камни, керамика – 1,4 %; кости – 0,7 %.24Еще одним видом отходов, которые сегодня можно утилизировать, являютсяорганические отходы различного происхождения [338, 450, 456, 458, 459, 463,640].

По оценкам экспертов [341, 365, 417, 467] в энергетических целях в Россиитехнически возможно ежегодно использовать до 800 млн т древесной биомассы,до 400 млн т (по сухому веществу) органических отходов (от сельскохозяйственного производства – 250 млн т, от лесной и деревообрабатывающей промышленности – 70 млн т), до 60 млн т твердых бытовых отходов городов и до 10 млн тосадков коммунальных стоков (рисунок 1.2). Их переработка потенциально позволяет получить до 150 млн т условного топлива в год [431].Рисунок 1.2 – Распределение суммарного количества органических отходов городов и аграрнопромышленногокомплекса (АПК) в 2005 г.

пофедеральнымокругам,млн т [341]Таким образом, из проблем, связанных с существованием отходов, можно выделить две крупные группы: снижение вредного воздействия отходов на человекаи окружающую среду и повторное использование отходов в качестве альтернативного источника сырья и энергии [74].

При этом возрастает их социальноэкономическая, техническая и экологическая значимость, что указывает на необходимость скорейшего решения как общих, так и более частных задач, возникающих на этапах сбора, хранения, транспортирования, комплексной переработки, при захоронении или уничтожении неутилизируемой части отходов. Для оптимизации схемы обращения с отходами и ее экологической оценки применяютсяразличные аналитические методы [499, 508], включающие количественный анализ.

Остановимся более подробно на двух из них – анализе материальных потокови оценке жизненного цикла.251.2. Анализ материально-сырьевых потоков1.2.1 Материально-сырьевые потокиТак называемый «анализ потока материала» (Material flow analysis, или MFA) является количественным методом анализа потоков и запасов материалов в четко определенной системе. Он представляет собой системный подход, направленный на:- оценку потоков и запасов материалов и сырья, используемых в стране, регионе, компании;- определение источника, объемов, а также причин образования отходов, выбросов и сбросов;- создание основы для оценки и прогноза будущих событий;- определение стратегии для улучшения ситуации в целом.Упор здесь делается на связи между источниками, на направление конкретныхматериальных, вещественных, энергетических и финансовых потоков во времении в пространстве.

Аналитики ОЭСР считают, что анализ материальных потоковявляется одним из наиболее полезных инструментов и для того, чтобы заполнитьпробелы в информации, и для того, чтобы руководствоваться его результатамипри принятии решений [630].Так как с помощью MFA исследуется физическая система, то в ней должен соблюдаться принцип баланса масс.

Этот принцип основан на первом начале термодинамики (законе сохранения материи), в котором говорится, что материя (масса,энергия) не создается и не уничтожается при любых макроскопических физических и химических процессах, а только переходит из одной формы в другую.При анализе потоков материалов изучаются физические потоки природных ресурсов и материалов в экономике.

Материальный поток может быть проанализирован на различных уровнях организации экономики и с применением различных инструментов в зависимости от характера самого процесса и объекта, представляющего интерес для исследования. Анализ может быть применен и к полному наборувсех ресурсов и продуктов, проходящих через систему, и к одиночным химическимэлементам. Его можно использовать применительно к глобальной или национальной экономике, отдельной отрасли, предприятию, городу или речному бассейну.26В основном MFA применяется для улучшения понимания материальных основэкономики и соотношения предложения и спроса.

MFA помогает определить неэффективное использование природных ресурсов, энергии и материалов в цепочке переделов или в экономике в целом, что может оставаться незамеченным вобычных системах мониторинга. Это достигается с помощью уже имеющихсяданных о производстве, потреблении и торговле в сочетании с экологической статистикой и моделированием возможностей [559, 591, 637, 638, 676, 680-685].В экологии MFA должен стать инструментом для управления ресурсами, отходами и охраной окружающей среды.Основной принцип любого MFA – сохранение материи, или «вход равен выходу» – был постулирован еще греческими философами более 2000 лет назад. Насегодняшний день принцип материального баланса исследуется в таких различных областях, как медицина, химия, экономика, техника, биологические науки.Для решения экономических проблем такой подход был впервые применен лауреатом Нобелевской премии В. Леонтьевым, составившим межотраслевые балансы для многих стран на основе системы линейных алгебраических уравнений.

Коэффициенты в этих уравнениях были получены, исходя из статистических данных. В химических производственных технологиях использование материального баланса является обычной практикой [339, 340].Первые исследования в области сохранения ресурсов и охраны окружающейсреды с применением MFA появились в 1970-х годах. Главный упор в экологоприкладных работах, исследующих в основном города как антропо-природныеэкосистемы, делался на поступление товаров и энергии извне и вывод из них вещества в виде стоков, выбросов, отходов.

При этом было показано, что увеличение материального потребления до уровня современных больших городов потребует очень больших количеств материалов и энергии и будет иметь негативныепоследствия для глобальных ресурсов и охраны окружающей среды [641].Помимо «метаболизма» городов изучались проблемы накопления в регионахотдельных веществ, например, тяжелых металлов.

R.U. Ayres и др. в начале 1980-храссматривали источники, потоки и превращения основных загрязнителей в районе реки Гудзон за столетний период времени – с 1880 по 1980 гг. [551, 552]. Для27исследования они выбрали тяжелые металлы (Ag, As, Cd, Cr, Cu, Hg, Pb, и Zn),пестициды, полихлорированные бифенилы, полиароматические углеводороды,N, P, общий органический углерод и т.д.

Одной из основных целей этого проекта было изучение долгосрочных последствий антропогенного воздействия наводную среду, в частности, на рыб реки Гудзон. В созданную модель авторывводили в качестве параметров экспорт и импорт веществ из других регионов.В 1998 г. R.L. Lankey с соавт. [620] с помощью MFA проанализировали распределение свинца в Лос-Анджелесе и показали, что дорожная пыль являетсяважным вторичным источником этого металла. Снижение содержания свинца вавтомобильном топливе значительно уменьшило общее количество свинца натерритории города.Всесторонне, с применением MFA, были изучены потоки хлора [615], кадмия[600, 678] и других тяжелых металлов и питательных веществ в европейской экономике и окружающей среде.

W.M. Stigliani и его коллеги из Австрии (1993) связывалипотоки загрязняющих веществ в бассейне реки Рейн с помощью методологии MFA[668]. Они определили основные источники и стоки отдельных тяжелых металлов исделали выводы в отношении будущего управления загрязнителями речных бассейнов. Работа R.U. Ayres и др. (1989) [553], проведенная с четырьмя широко используемыми неорганическими веществами (Cl, Br, S, и N), дала новое понимание того,как общество производит, обрабатывает, потребляет и распоряжается материалами,и каковы последствия этого для окружающей среды и для ресурсосбережения. Вэтом же ключе исследователями из Англии и Нидерландов рассматривалась эффективность материального производства на примере бумаги [547]. T Wiedmann с соавт.(2008-2011) [632, 682-684], R.С.