Раздельный сбор мусора на поезде 41/42 Москва-Воркута

Наиболее поглощаемыми щелочными металлами являются калий, аммоний. Легче вымывается из почвы натрий. Чем раствор крепче, тем больше веществ из него в абсолютных цифрах, но меньше в процентном отношении поглощает почва. Са и Mg поглощаются меньше К и Na, так как их в почве всегда содержится больше. Фосфорная кислота поглощается наиболее энергично, затем по убывающей следуют кремниевая и угольная. Азотная, серная, соляная кислоты поглощаются чрезвычайно слабо. При поглощении почвой натрия в почвенный раствор переходят соли извести, калия, марганца. Это определяет возможность управления процессами поглощения почвой нежелательных ЭХВ, например солей тяжелых металлов, канцерогенных веществ. Такие важные для почвы питательные вещества, как калий и фосфор, легко поглощаются и практически не вымываются за исключением небольших количеств, а аммиак энергично поглощается, минерализуется до азотной кислоты. Азотная кислота почвой не удерживается, поэтому идет вымывание нитратов и их содержится много в дренажных водах (фильтрате).

Возможное загрязнение грунтовых и более глубоких подземных вод, а также поверхностных водных объектов нитратами можно существенно снизить путем использования достаточно хорошо апробированного метода — культивированием растений на площадках, расположенных по пути возможной миграции нитратов. При этом соли азотной кислоты по мере их образования поглощаются корнями растений, и вымывание происходит в меньших масштабах. Почва способна активно в значительных объемах поглощать газы. Поглощение их почвой увеличивается с повышением давления и ослабляется с повышением температуры. Поглощение газов почвой тем больше, чем меньше ее частицы. Так, суглинистые почвы поглощают газы лучше, чем песчаные. Из составных частей почвы больше газов поглощают перегной, глина, углекислая известь, гидрат окиси железа. Наименьшую поглотительную способность имеет кварцевый песок. Способность почвы поглощать газы позволяет немедленно уничтожить зловоние ТБО, изолировав их от наружного воздуха земельной засыпкой.

Этот метод достаточно широко применяется на практике путем создания слоя грунта над слоем отходов толщиной 15−20 см. К сожалению, при этом особых требованийк свойствам и качеству грунта обычно не предъявляется. Чаще всего используются песчаные грунты или супеси, содержащие, в основном, кварц с различными примесями. Эти грунты характеризуются малой поглотительной способностью по отношению к загрязняющим компонентам выделяющихся в составе газов, образующихся при деструкции биоконверсируемых фракций ТБО. Как показали проведенные нами исследования, целесообразно в качестве материала для пересыпки ТБО использовать хорошо структурированные почвы, содержащие глинистые частицы, гумус, а также некондиционные продукты, получаемые при компостировании ТБО. Из этих материалов, укладываемых поверх слоя ТБО, получается высокоэффективный биофильтр, способный поглощать выделяющиеся при разложении ТБО газы и очищать их от загрязняющих компонентов. При толщине слоя 30−50 см такой биофильтр позволяет очистить выделяющиеся газы от метана, сероводорода и других продуктов деструкции органических фракций ТБО. При попадании ТБО в почву часто возникают проблемы в связи с возможной миграцией из них или аккумуляцией в почве солей тяжелых металлов. В ряде случаев важно способствовать их аккумуляции, в других — миграции из почвы в воду или биомассу растений.

Привнеся в почву определенные химические соединения, можно мобилизовать или иммобилизовать определенные ЭХВ. Целенаправленным подбором реагентов-добавок можно иммобилизовать соли тяжелых металлов в почве, уменьшив возможность их вымывания дренажными водами. ЭХВ, входящие в состав ТБО, при попадании в почву подвергаются сложному многонаправленному воздействию большого количества физико-химических и биологических факторов. Почвенный раствор обладает повышенной избирательной способностью к растворению химических соединений. В частности, входящие в его состав экзоферменты, выделяемые многочисленной микрофлорой почвы, способствуют более быстрому и полному растворению некоторых плохо растворимых в обычных условиях соединений. Хорошо структурированная почва, содержащая достаточно гумуса, имеет большую развитую поверхность на разделе фаз твердое, жидкое, газообразное. Это способствует более активному, чем в обычных условиях, протеканию многих физико-химических процессов. Почва является системой с большой сорбционной емкостью. Поэтому основная масса ЭХВ, попавших в почвенный раствор, сорбируется частицами почвы. Растворение ЭХВ и их сорбция частицами почвы являются очень важными этапами дальнейших физико-химических и биологических процессов деструкции ЭХВ и синтеза новых соединений из них в почве. Механизм разрушения ЭХВ в почве можно представить в упрощенном виде следующим образом. ЭХВ, попадая в почву, растворяются в почвенном растворе, переносятся им к частицам почвы.

Частицы почвы покрыты биологически активной пленкой, состоящей из тонкого слоя воды и биомассы микроорганизмов — облигатных и факультативных аэробов и анаэробов. Микроорганизмы могут быть заносными и задержанными почвой, а могут быть и собственно почвенными, постоянно находящимися в ней. При контакте ЭХВ с биологически активной пленкой, окружающей частицы почвы, происходит сорбция ЭХВ и их контакт с микроорганизмами. Если ЭХВ находятся в растворенном виде и в форме, пригодной для усвоения микроорганизмами, то происходит их всасывание микробной клеткой и под воздействием эндоферментов начинается трансформация в соединения, необходимые микробу для жизнедеятельности. Если ЭХВ мало растворимы в воде и находятся в форме, не позволяющей микробу прямо их усвоить, то возможна более сложная форма взаимодействия ЭХВ и микроба. Многие виды микроорганизмов способны выделять за пределы микробного тела специальные вещества — экзоферменты, которые могут подготовить ЭХВ к усвоению: растворить, трансформировать, расщепить на более простые соединения и т. д. Биохимические процессы, развивающиеся под влиянием почвенных организмов, приводят к полному разложению органических веществ ТБО [12]. Животные организмы принимают участие в образовании углекислоты, способствуют проветриванию почвы, обогащают ее кислородом, улучшают ее физические свойства и структурность. Микробные клетки в почве размножаются довольно быстро. За несколько месяцев происходит многократная полная сменяемость биомассы, которая в процессе своего роста, развития, размножения перерабатывает огромное количество органических и неорганических веществ, исчисляемое десятками тонн на 1 га [2]. Выделяют следующие основные группы почвенных организмов, принимающих участие в процессах самоочищения почвы: почвенные бактерии; почвенные грибки; водоросли; простейшие (протозоа); корненожки; нематоды; дождевые черви; тысяченожки и др.

Корни и другие органы высших растений, травянистых и деревьев входят в состав почвенной массы. Число и видовой состав микробов изменяются с глубиной почвы. Чем глубже почвенный горизонт, тем меньше в нем гумуса и тем меньшее количество микробов находится в нем. Уменьшение числа микробов по глубине почвы обусловлено задерживающей и поглотительной способностью ее верхних горизонтов, которые, являясь весьма эффективным фильтром, не пропускают большинство микробов, в том числе патогенных и яйца гельминтов. Оставляя достаточно мощный слой почвы под размещаемыми на ее поверхности отходами, можно надежно исключить возможность проникновения патогенной микрофлоры в грунтовые и гидравлически связанные с ними более глубокие подземные воды. Оставляемый под отходами слой почвы является по существу мощным эффективным биофильтром и противодействует проникновению через него и ЭХВ. В тех случаях, когда в размещаемых ТБО вероятно высокое содержание подвижных форм солей тяжелых металлов, целесообразно и относительно малозатратно создание дополни-тельного к почвенному естественному барьеру искусственного, в виде слоя извести толщиной 0,5−0,75 м. Вместо товарной извести можно использовать отходы из карьеров по добыче известняка, недопал, шламы после изготовления известкового молока, отходы содового производства.

Такой слой достаточно эффективно обеспечит необходимую барьерную роль по защите более низко расположенных слоев почвы и грунтовых вод от проникновения подвижных форм солей тяжелых металлов. Состав микрофлоры существенно меняется с глубиной. В верхнем слое, содержащем высокопитательные вещества, обитают аэробы, питающиеся легко растворимыми веществами. В более глубоких слоях, бедных по содержанию органических веществ, приспособились жить факультативные аэробы и анаэробы, способные питаться трудно разлагаемыми органическими веществами и жить как в кислородной, так и в бескислородной среде. Еще менее требовательны к питанию автотрофымикробы, обитающие в глубоких слоях почвы.

Они могут обходиться и без кислорода, и без готовой органической пищи, так как синтезируют органические вещества из неорганических соединений. Важнейшие группы почвенных бактерий: разлагающие клетчатку; гнилостные; азотистые; серобактерии; железобактерии; фосфоррастворяющие; душистые. В результате работы этих бактерий углеводы распадаются на воду и углекислоту. Жиры сначала расщепляются на глицерин и жирные кислоты, которые затем разрушаются до воды и углекислоты. Белки распадаются на простейшие протеины, а затем на аминокислоты и аммиак. Сера белков переходит в сероводород, окисляющийся в серную кислоту и сульфаты, углекислотав карбонаты, фосфор — в фосфорную кислоту и фосфаты. Аммиак, окисляясь под воздействием нитрифицирующих бактерий, превращается в азотистую кислоту и ее соли, а затем под воздействием нитратных бактерий нитриты окисляются до азотной кислоты и ее солей — нитратов. Загрязняющие вещества ТБО разлагаются в почве с различной интенсивностью, широко варьируются время их распада и полнота расщепления от многих условий — химической природы ЭХВ, температуры, влажности, аэрации, величины нагрузки ЭХВ на почву, наличия развитой микрофлоры, рН, отсутствия веществ бактерицидов и т. д.При прочих равных условиях клетчатка разрушается довольно быстро большой группой микроорганизмов как в аэробных, так и в анаэробных условиях. Крахмал и сахара в почве быстро разлагаются из-за высокой питательной ценности для большинства микробов, живущих в почве. Образующийся при этом водород широко используется в аэробных и анаэробных условиях микробами для синтеза органических кислот, входящих в состав гумуса. Разложение жиров, по сравнению с другими процессами, протекает очень медленно.

На скорость разложения влияет избыточная влажность почвы. Она чрезвычайно замедляет распад. В тяжелых влажных почвах разложение жира идет медленно, а в легких сухих песчаных — сравнительно быстро. Важно наличие в почвах плесневых грибков (Aspergillus), которые играют главную роль в разрушении жиров. Разрушение белков в почве протекает по-разному, в зависимости от многих условий. Очень важно, чтобы была нейтральная, а лучше слабощелочная среда (рН). При аэробных условиях процесс нитрификации идет быстрее. Наиболее эффективна нитрификация при влажности 50−70%. При влажности более 80% нитрификация замедляется из-за ухудшения: аэрации и создания благоприятных условий для развития анаэробных бактерий.

При температуре выше 20 0С нитрификация идет намного быстрее. Оптимальная температура для нитрификации 25−30 С. Кроме микроорганизмов большую роль в разложении органических веществ в почве играют животные организмы. На 1 га почвы содержится более одного миллиона простейших, на 1 м² -более нескольких десятков дождевых червей, нематод и других животных, которые активно поедают мертвые растительные и животные остатки и выделяют в почву экскременты. За несколько лет вся почвенная масса проходит через пищеварительный тракт червей, обогащаясь при этом биологически активными веществами, известью. Черви переносят органическое вещество по вертикальному профилю почвы, усредняют его содержание. Почвенные животные могут аккумулировать в себе загрязняющие вещества.

Исключительно важна роль почвенных животных в формировании почвенного профиля, гумусовых слоев, структуризации почвы. Проведенными многочисленными исследованиями процессов самоочищения почвы от вносимых в нее с ТБО загрязнениями достаточно обоснованно установлено, что почва, населенная геобионтами (микрои макроорганизмами), структуризованная, аэрируемая, с благоприятным температурным, воздушным и влажностным режимом, является хорошей средой для обезвреживания органических веществ ТБО, в ней они окисляются и превращаются в простейшие минеральные и органические соединения, безопасные в санитарном отношении. Почва считается биологически загрязненной, если в ней присутствуют возбудители инфекционных заболеваний, яйца глистов, яйца и куколки паразитирующих насекомых. Все эти биологические загрязнения могут попадать в почву вместе с ТБО. Наиболее опасным биологическим загрязнением считается занос в почву возбудителей инфекций, таких как сибирская язва, газовая гангрена, ботулизм, столбняк. Биологическое загрязнение почвы оценивается с помощью прямых и косвенных показателей. В качестве прямых показателей используются данные о количественном содержании в пробахпочвы патогенных микробов, в качестве косвенных — содержание кишечной палочки (B.Coli) и анаэробов (содержание бактерий Perfringens). Эти бактерии являются санитарно-показательными (индикаторными) микроорганизмами, по их содержанию можно судить о присутствии или отсутствии патогенных микробов. В качестве количественного критерия используется титрнаименьшее количество материала среды (вода, почва), в котором содержится одна кишечная палочка, или бактерия Perfringens. В соответствии с этим титр обозначается как коли-титр, или титр Perfringens.

В таблице приведены показатели биологического загрязнения почвы. Самоочищение почвы от биологического загрязнения происходит в результате того, что в незагрязненной почве всегда существует мощный биоценоз, в состав которого входит большая группа антагонистов патогенных микробов. Антогонисты выедают патогенные микробы, уничтожают их за счет выделения антибиотиков, воздействия бактериофагов. Часто причинами гибели микробов служит недостаток питательных веществ, неблагоприятный температурный и влажностный режимы. В загрязненной почве процессы естественного самоочищения от биологического загрязнения резко ослаблены. Это необходимо учитывать при определении приемлемых объемов размещения ТБО при почвенных методах их обезвреживания. В почве обычно имеются благоприятные условия для развития домашней и других видов мух. Наилучший способ борьбы с мухами — исключение возможности их контакта с гниющими ТБО, так как самки мух откладывают в них огромное количество яиц. В гниющих отбросах есть все условия для развития яйца до личинок, куколок и окрыленной мухи. Самоочищение почвы от яиц, куколок и окрыленных мух происходит в результате выедания их почвенными животными организмами, а также в результате неблагоприятного температурного и влажностного режимов. Почва является благоприятной средой для развития геогельминтов.

Механизм самоочищения почвы от яиц и личинок геогельминтов аналогичен механизму самоочищения ее от яиц и куколок мух. В связи с этим важным является предотвращение попадания в почву жизнеспособных яиц глистов вместе с ТБО. Согласно теории и практике нормирования содержания ЭХВ в почве нельзя расценивать сам факт попадания ЭХВ и нахождения их в почве в виде примесей как химическое загрязнение. Для оценки такого загрязнения принято использовать количественный критерий — предельно допустимую концентрацию ЭХВ в почве (ПДКпЭХВ).ПДКп ЭХВ — это максимальное количество вещества (в мг/кг пахотного слоя абсолютно сухой почвы), установленное в экстремальных почвенно-климатических условиях, при котором гарантируется отсутствие отрицательного прямого или опосредованного через контактирующие с почвой среды воздействия на здоровье человека, его потомство и санитарные условия жизни населения. Если содержание ЭХВ в почве ниже ПДКп, то она не считается химически загрязненной и находящиеся в ней в этих количествах ЭХВ не представляют опасности для здоровья людей и состояния окружающей среды. Почва считается химически загрязненной, если в ней содержится ЭХВ в концентрациях, превышающих ПДКп. Особую опасность представляют ЭХВ, способные накапливаться в почве или в почвенных организмах. ЭХВ из почвы могут поступать в организм человека не только при прямом контакте с загрязненной почвой (почвенная пыль, ручная обработка земли, игры де-тей на почве), но и опосредованно через загрязненные контактирующие с почвой среды (воздух, воду) и пищевые цепи (почварастение — человек, почва — растение — животное — человек), поэтому необходимо при оценке химического загрязнения учитывать опасность вторичного загрязнения. Это относится в первую очередь к солям тяжелых металлов, канцерогенам, радиоактивным загрязняющим веществам, большой группе пестицидов. При оценке опасности загрязнения учитываются стабильность ЭХВ в почве, скорость его разложения и продукты его распада. Для установления факта химического загрязнения почвы ЭХВ необходимо определить его содержание.

В случае, если содержание ЭХВ превышает ПДКп, почва считается загрязненной. Для контроля содержания ЭХВ в почве обычно применяются специфические аналитические методы определения. При их отсутствии можно использовать неспецифические (групповые) или косвенные методы определения. В самоочищении почвы от ЭХВ важную роль играют температурный, влажностный и воздушный режимы, химическая природа ЭХВ, его способность к биодеструкции. Почва обладает большими возможностями к самоочищению от ЭХВ. Основные механизмы самоочищения могут быть сведены к механическим, физико-механическим и биологическим. Концентрацию ЭХВ в почве можно значительно снизить за счет его перераспределения по почвенному профилю (перенос дождевыми червями, перераспределение за счет поглотительных процессов в слоях почвы, механическое перемещение, перенос осадками и ливневыми водами, перенос с пылью и т. д.).При контакте ЭХВ с почвенными частицами происходит сорбция и хемосорбция. Просорбировавшиеся ЭХВ вступают в многочисленные химические реакции восстановления, окисления, замещения, а также в более сложные процессы комплек-сообразования. Важную роль при этом играют микроорганизмы, выделяющие экзои эндоферменты, способные значительно ускорить протекание многих химических реакций на существенно более низком энергетическом уровне. Большинство стабильных ЭХВ аккумулируются в телах микрои макроорганизмов, особенно в тех из них, которые пропускают через себя большое количество почвы (черви), а также в растениях. Нестабильные ЭХВ достаточно быстро разрушаются в почве. Самоочищающую способность почвы по отношению к ЭХВ можно количественно оценить по убыли загрязняющего вещества.

Влияние ЭХВ на скорость и интенсивность процессов естественного самоочищения почвы считается отрицательным, если общая численность почвенных микроорганизмов основных физиологических групп (спорообразующие бактерии, грибы, актиномицеты и др.) уменьшилась более чем на 25%, а ферментативная активность почвы (инвертазная, дегидрогеназная, нит-рифицирующая и др.) — более чем на 25% относительно аналогичных показателей контрольной пробы, не содержащей этого ЭХВ [7]. Выраженные процессы самоочищения почвы, идущие с достаточно высокой скоростью и интенсивностью, позволяют почве освободиться от значительных количеств загрязнений. Вместе с тем, самоочищающая способность почвы имеет свои пределы, которые лимитируют допустимую нагрузку ЭХВ на почву. Превышение допустимой нагрузки ЭХВ на почву может привести к срыву процессов естественного самоочищения. Интенсивностью и скоростью процессов естественного самоочищения от ЭХВ можно управлять, изменяя температурный и влажностный режимы, аэрацию, используя иннокуляцию специальных видов микрои макроорганизмов, внося биомассу растений — выращивание зеленой массы с последующим запахиванием (сидерация), изменяя структуру почвы в процессе ее механической обработки (рыхление, распашка, боронование, прикатка, уплотнение, укрытие теплоизоляционными материалами и т. д.), внося в почву биогены и микродобавки и т. д.Учет процессов самоочищения почвы от ЭХВ и управление ими позволяет осуществлять экологически безопасное размещение ТБО с использованием почвенных методов их обезвреживания.

При этом важным фактором является подготовка ТБО к размещению на поверхности почвы. Эффективным является предварительное удаление на стадии сбора или сортировки ТБО из них трудно и медленно разлагаемых в почве компонентов, а также токсичных материалов. Для более успешного протекания процессов естественного самоочищения почвы целесообразно обеспечить приемлемую нагрузку отходами на определенную площадь почвы, создав необходимые условия для достаточной аэрации, поддержания оптимального влажностного режима. Важно использовать в качестве материалов для присыпки верхнего слоя отходов грунта, обладающего достаточно выраженными свойствами по сорбции газов, препятствующего доступу к привлекательным для насекомых, птиц и грызунов компонентам отходов, имеющего достаточные противофильтрационные свойства, позволяющие исключить попадание излишних количеств воды в слой отходов с атмосферными осадками.

3 ЭКОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРИМЕНЕНИЯ РАЗДЕЛЬНОГО СБОРА ОТХОДОВ В ПАССАЖИРСКИХ ПОЕЗДАХ3.1 Технико-экономическая оценка организации селективного сбора сортировки и переработки отходов

Экологический ущерб от ухудшения и разрушения почв и земель под воздействием антропогенных (техногенных) нагрузок выражается главным образом в: — деградации почв и земель;

— загрязнении земель химическими веществами;

— захламлении земель несанкционированными свалками, другими видами несанкционированного и нерегламентированного размещения отходов. Оценка величины предотвращенного в результате природоохранной деятельности ущерба от деградации почв и земель производится по следующей формуле: (1)где: — величина предотвращенного в результате природоохранной деятельности ущерба от деградации почв и земель на рассматриваемой территории за отчетный период времени, тыс.

руб./год;Нc — норматив стоимости земель, тыс.

руб./га; S — площадь почв и земель, сохраненная от деградации за отчетный период времени в результате проведенных природоохранных мероприятий, га;Кэкоэффициент экологической ситуации и экологической значимости территории, б/р; определяется по таблице 2 Приложения 3;Кп — коэффициент для особо охраняемых территорий; Общая величина предотвращенного ущерба (2) от ухудшения и разрушения почв и земель в рассматриваемом районе за отчетный период времени определяется суммированием всех видов предотвращенных ущербов: (2)где: — любой другой j-тый вид предотвращенного ущерба от ухудшения и разрушения почв в рассматриваемом регионе за отчетный период времени, тыс.

руб./год.При расчёте затрат по двум вариантам стоимость услуг по обращению с отходами приведена без налога на добавленную стоимость. Затраты на оплату услуг по транспортировке и размещению (захоронению) одной тонны составляют (30×5)+ (84×5)=570 руб., где 30 руб. стоимость транспортировки одной тонны отходов;

84 руб. стоимость размещения одной тонны отходов на СПБО. Стоимость услуг приведена по состоянию на 01.

01.2013 г.

1. По предварительным расчётам эксплуатационные затраты на сортировку одной тонны отходов составляют 205 руб.

2. Расчёт суммы, полученной от реализации (продажи) потенциального вторичного сырья, извлечённого при сортировке одной тонны отходов, приводится в таблице 3.1Технико-экономическая оценка организации селективного сбора сортировки и переработки отходов

Таблица 3.1 — Затраты на обращение отходов

Наименование утилизируемых компонентов отходов

Количество, т. Цена одной тонны, руб. Сумма, руб.

Пластик0.

7 750 050 038.

5Стекло0,62 510 062.

5Металл0.

12 280 033.

6Бумага0.

2 060 012.

0Итого0.

7 344 000 146.

6Затраты 1 тонны без сортировки — 570 руб. Затраты 1 тонны с учетом сортировки — 300,4 руб. Количество утилизируемых компонентов с одной тонны отходов определено в соответствии с морфологическим составом отходов, образующихся в вагонах пассажирских поездов. При этом условно принято, что количество отсортированного пластика и бумаги пригодное для переработки и повторного использования, составляет соответственно ~ 70% и — 30% от приведённого состава по этим компонентам.

3. Затраты на транспортировку утилизируемых отходов280×0.734 = 205.

5 руб., где 280 руб. — затраты на транспортировку одной тонны отсортированных отходов к потребителю (по состоянию на 01.

01.2013 г.).

4. Затраты на транспортировку и размещение (захоронение) неутилизируемых отходов (~ 1.3 м), которые предварительно прессуются с уменьшением объёма максимально в 4 раза (~ 0.32 м)(30×0.32) + (84×0.32) = 36.5 руб.

5. Итого затраты на одну тонну отходов с учётом сортировки и реализации утилизируемых компонентов205 + 205.

5 + 36.5 — 146.

6 = 300.

4 руб. Сфера обращения с отходами должна основываться на разработке направленных и сбалансированных вариантов их рециклинга. Для успешной работы в системе организации сбора и вывоза ТБО целесообразно развивать направления, сочетающие как оптимальное соотношение производственных затрат, так и минимизацию потерь в окружающую среду. Учитывая, что первоочередной и ответственной задачей многоступенчатого процесса управления отходами является организация их раздельного сбора (сортировка по разным контейнерам), перспективным признается ее дальнейшее развитие и совершенствование [1, 29]. В условиях современного рынка для оптимизации движения материальных потоков при сборе и вывозе ТБО ранее рассматривалась возможность модернизации контейнерного и автомобильного парка, вывоз сортированного мусора при использовании различных вариантов исходных и ограничивающих параметров [33]. Организация процесса сбора и вывоза использованных ПЭТ емкостей на пункты вторичной переработки рассматривается в виде системы массового обслуживания (СМО) (рис. 1).Рисунок3.

1 — Блок-схема модели системы сбора и вывоза ПЭТ бутылок За единицу модельного времени принимается 1 мин. Предполагается, что время одного цикла моделирования кратно 24 ч. Маршрут движения мусоровоза, а также время на обслуживание одного контейнера определялись по отчетным данным для выборки 1000 транзактов (рис. 3.2), из которой видно, что наиболее вероятное время находится в диапазоне от 5 до 15 мин. [14]. Рисунок3.

2 — Модельная гистограмма времени обслуживания контейнера

При построении модели проводилась оценка количества бутылок различного объема, накапливающихся в контейнере. От этой величины зависит период вывоза содержимого контейнера. Основная масса бутылок имеет цилиндрическую форму и может располагаться в контейнере произвольным образом, но наиболее вероятная позиция — горизонтальная, так как это положение наиболее устойчивое. На практике такое расположение маловероятно, поскольку в контейнер поступают бутылки разного диаметра и высоты и неизбежно присутствуют дополнительные пустоты возле стенок контейнера и между бутылками в горизонтальном ряду. Также в контейнер попадают бутылки в смятом состоянии и бутылки объемом менее 0,5 л, которые могут заполнять образующиеся ниши.

Поэтому для упрощения расчетов принималось, что бутылка занимает в контейнере объем описывающего ее прямоугольного параллелепипеда. Моделирование проводилось для условного района на 100 тыс. жителей. Согласно действующим нормам население такого района производит 27,2 тыс. т в год

ТБО, из них 1632 т — изделия из пластика (ПЭТ бутылки).Результаты расчетов и другие исходные данные модели представлены в табл. 3.

2.Таблица 3.2 — Параметры входныхтранзактов имитационной модели системы

ЕмкостьПЭТ, лОбъем параллелепипеда, лОтношение объемов

Среднийвес ПЭТ, гОтношение массы к занимаемому объему

Долямассыпластика,%Количество ПЭТ, шт/мин

Законраспределенияравномерный0,51,082,162 523,1978,690,11 ± 0,0611,861,8641,322,2553,780,26 ± 0,141,52,671,7844,516,656 948,690,02 ± 0,0123,31,654 814,55138,410,12 ± 0,07Согласно табл. 3.1 самая маленькая бутылка объемом 0,5 л является самой выгодной с точки зрения максимума веса заполненного контейнера. Таких бутылокпомещается в контейнере больше всего, и отношение массы к занимаемому объему у них максимально, но их доля в общем потоке ПЭТ бутылок составляет всего 7% или 8,69 шт/мин.Кроме перечисленных параметров, в модели можно изменять емкость контейнера. Это не означает, что на практике нужно обязательно применять контейнеры разных типов с разными объемами, возможно использовать несколько контейнеров одного типа эквивалентных по объему в пределах одной контейнерной площадки. При этом используются контейнеры одного типа (1,1 м3), соответственно варианты емкости контейнеров кратны этой величине. На базе построенной модели СМО можно исследовать ситуации вывоза контейнеров 1 раз в день, 1 раз в 2 дня и т. д. Также возможно изменять время работы мусоровозов (в нашем случае — 8 ч).Дальнейшее исследование модели выявило обратно пропорциональную зависимость веса собранного за две недели вторсырья от потерь (табл. 3.3).Таблица 3.3 — Варианты решений функционирования имитационной модели системы сбора и вывоза ПЭТ бутылок на 100 тыс. пассажиров за две недели

Задаваемые переменные модели

Выходные параметры

ЗатратыЗатраты

Емкость кон-тейне-ра, м3Количество контейнерных площадок, шт. Полнота за-полне-ния к вывозу, м3Количество мусо-рово-зов, шт. Периодвывоза, сут. Количество обслуженных контейнерных площадок, шт. Вес собранных ПЭТ, тПотери

ПЭТ,%ты за 1 год, тыс.

руб.за 10 лет, тыс. руб.

1,11 001,0211 17 521,05761,22 0309 7231,11 001,0311 75 531,28743,92 39 513 3731,11 501,0311 77 031,55342,33 4 514 584,51,11 501,0412 33 741,35926,23 41 018 234,51,12 001,0512 93 947,22115,24 42 523 0962,21 002,0211 13 741,04326,83 33 012 1462,21 001,5311 66 452,14910,23 69 515 7962,21 601,1412 25 456,6210,855 62 022 353,63,31 001,1311 79 355,2132,64 99 518 2193,32 001,1521 46 648,7696,78 712,523 6632,2801,4311 75 653,3427,93 17 514 826,83,32 000,8212 88 756,8170,19 99 036 438* Вариант модели с круглосуточной работой мусоровозов.

3.2 Расчет предотвращенного эколого-экономического ущерба от неразмещения отходов

Кроме экономического эффекта, полученного непосредственно при сортировке и реализации утилизируемых компонентов отходов, необходимо отметить, что использование их в качестве вторичного сырья позволяет значительно сократить потребление исходных первичных ресурсов. В таблице3.

2 приводятся данные, позволяющие оценить экономию древесины, полимерного сырья и химических реагентов при использовании в качестве вторичного сырья таких компонентов отходов, как бумага, пластик и стекло. Таблица 3.4 — Экономия ресурсов при использовании вторичного сырья

Наименование компонентов отходов используемых в качестве вторичного сырья

Продукция и процессы, в которых" используется вторичное сырье

Наименование сэкономленного первичного сырья

Экономия первичного сырья от использования одной тонны вторичного сырья

Экономияпервичного сырья использования от отсортированной одной тонны12 345

Полимерное вторичное сырье

Литьевые, прессовые формованные изделия пленка, трубы ит.д.Первичное полимерное сырье~ 0. 7 т~ 0, 054 тСтеклобой

Стеклотара, производство пористых наполнителей

Сода кальцинированнаятопливо условное, песок кварцевый, керамзит~ 0.25 т~ 0.011 т1.2 т1 м30.

156т0.007 т0.75 т0.62 м3Бумага

Бумага, картон

Древесина3.

5м30.07м3Организация сбора сортировки отходов с последующим использованием их частей позволит снизить техногенную нагрузку на окружающую природную среду и улучшить экономические показатели ОАО РЖД за счет экономии материальных ресурсов. Согласно данным табл. 3.2 лучший весовой показатель у варианта 8 при потерях 0,85% и варианта 12 (потери — 0,1%). Однако вариант 8 предпочтительней, поскольку его эксплуатация обходится дешевле и нет необходимости в организации круглосуточного режима работы мусоровозов. Реализация варианта 1 требует минимальных затрат, но причиняет наибольший вред окружающей среде (потери 61,2%). При вычислении потерь учитывалось количество всех невывезенных бутылок независимо от их веса или объема (экологический и эстетический вредприносит каждая бутылка, не попавшая во вторичную переработку). К экономически невыгодным вариантам по показателям за 10 лет эксплуатации можно отнести варианты 4, 5, 8, 10, 12. Минимальные затраты на эксплуатацию рассматриваемой системы приходятся на варианты 1, 2 и 6, но вариант решения 6 экологически предпочтительней, так как процент потерь у него в 2 раза ниже. К экономически и экологически обоснованным можно отнести вариант 11. Рисунок 3.3 — Временные зависимости веса собранных ПЭТ бутылок в двенадцати вариантах функционирования модели

В динамике процесс накопления в контейнерах вывезенной ПЭТ тары и ПЭТ упаковки, не попавшей во вторичную переработку, представлен на рис. 3.3, 3.

4.Рисунок3.

4 — Зависимости потерянных ПЭТ бутылок от времени в двенадцати модельных вариантах

Согласно рис. 3.3, 3.4 с момента пуска системы в эксплуатацию первые 4—7 дней во всех вариантах наблюдается переходный процесс, который характерен колебаниями уровней, далее происходит стабилизация показателей. Рассматриваемую систему, как и любую динамическую систему, можно перевести в колебательный режим (рис. 3.5), который показывает неудачный выбор задаваемых переменных, когда в один или несколько дней наблюдается высокий уровень сбора отходов пластика, а на следующий день или несколько дней — низкий и т. д.Рисунок3.

5 — Пример неэффективного решения модели (колебательный режим с периодом 3 суток) Предлагаемая модель является универсальной и эффективной за счет того, что дает возможность в выборе начальных условий и структуры СМО, а также использования результатов моделирования для решения практических задач на аналогичных реальных объектах. Проведенные вычислительные эксперименты показали, что оптимальной, будет система с такой структурой и правилами, в которой достигается определенная синхронизация всех протекающих в ней процессов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

На основании анализа технологии производства и нормативных документов в области обращения с отходами поезда 41/42 Москва-Воркута:

Проведена инвентаризация отходов, образующихся в результате технического обслуживания и ремонта подвижного состава и отходов, образующихся в процессе жизнедеятельности персонала и санитарно-гигиенической уборки пассажирских вагонов. Определен среднестатистический состав бытовых отходов (ТБО), образующихся при перевозке пассажиров в поезде. Установлено, что основную часть составляют полимерные отходы и макулатура. Их процентный состав составляет 33 и 31% соответственно от общего количества отходов. Для снижения объема отходов на территории Вагонного участка и сокращения затрат на их транспортировку предложен раздельный сбор утилизации отходов, образующихся в пассажирских вагонов с последующим их пакетированием и реализацией сторонним организациям. Предотвращенный эколого-экономический ущерб от не размещения твёрдых бытовых отходов на территории вагонного участка, составил 390тыс.

руб.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Алексеенко В.Б., Сопилко Н. Ю., Балалаев А. К., Лисицкая С. М. Эколого-экономическое обоснование применения раздельного сбора ТБО //Вестник Российского университета дружбы народов. Серия: Инженерные исследования. 2009.

№ 4. С. 111−117. Ананьева Г. С. Безопасное управление отходами — завтра.

А что сегодня? // Безопасность труда в промышленности. 2006. № 2.

С. 30−34.Бабанин И. В. Голосую за переработку отходов! // Твердые бытовые отходы. 2009. № 3. С.

68. Булычев Э. Ю., Миронов Л. В., Сухорукова С. М. Химико-технологические решения проблемы твердых бытовых отходов и их социо-эколого-экономические аспекты //Вестник МИТХТ им. М. В. Ломоносова. 2008. Т. 3. №

2. С. 22−26.Быстряков А. Я., Марголина Е. В. Европейский опыт управления отходами и возможности его использования в российских условиях // Природообустройство. 2010. №

2. С. 124−130. Вепринцев И. В. Европейский подход к отходам //Твердые бытовые отходы. 2006. №

10. С. 34−39. Геренрот Б. А. Правовые проблемы государственного, муниципального и иных видов экологического контроля //Аграрное и земельное право. 2008. № 6.

С. 112−116. Демина Л. А. Форум по управлению отходами WASMA-2009 //Энергия: экономика, техника, экология. 2010. № 3. С. 47−51.

Елдышев Ю., Егян Н. Сага о московском мусоре. Разные взгляды на проблему утилизации ТБО на примере столицы //Экология и жизнь. 2008. № 7.

С. 64−68. Зубрев Н. И., Перепелкин А. В. Совершенствование системы сбора ТБО, образующихся в пассажирских поездах //Экология и промышленность России. 2005. № 4.

С. 24−25.Иванов А. В. Рационализация тарифной системы сферы обращения с твердыми бытовыми отходами //Региональная экономика: теория и практика. 2009. № 1. С. 54−58.

Иванова Ю.С. «Вопиющая» проблема мусор как информационное загрязнение среды //Экология и жизнь. 2010. № 3. С. 39−42.Кольовска А. Про отходы ярко и позитивно!

// Твердые бытовые отходы. 2012. №

6. С. 41−42. Короленко С. П., Сапон С. Н., Чернова Е. А. Всегда ли нужна сортировка?

// Твердые бытовые отходы. 2011. № 8.

С. 46−50. Кужелева А. С., Батугин А. С. Альтернатива строительству мусоросжигательных заводов в Москве на основе анализа зарубежного опыта их эксплуатации //Научный вестник Московского государственного горного университета. 2010. №

2. С. 30−35. Кынзыбеев Е. В. Раздельный сбор мусора: время пришло! // Твердые бытовые отходы.

2013. № 4 (82). С.

23.Леванович И. В. Финансовое обеспечение развития системы эффективного обращения с твердыми бытовыми отходами //Вестник Оренбургского государственного университета. 2009. № 8.

С. 75−82. Лученко Ф. В., Абашина К. А., Богатая И. В. Раздельный сбор отходов — путь к снижению воздействия на природные системы //Твердые бытовые отходы. 2008. № 12. С. 14−19.Машкова О. А., Воронин А. В., Разгоняев Д. С., Матевосова К. Л. Проблемы рециклинга и утилизации ТБО в городе //Вестник Российского университета дружбы народов.

Серия: Экология и безопасность жизнедеятельности. 2010. № 2. С. 64−68. Михайлова Н. В. Термическое обезвреживание отходов.

В поиске осуществимых решений // Твердые бытовые отходы. 2009. № 3. С. 14−20.Несрен А.

С. Аль-Ахваль, Семин Е. Г. Решение проблемы ТБО в Йемене: первые шаги //Экология и жизнь. 2010. № 4. С.

34−35.Николаев С. Свалки ТБО КАК главная опасность для Подмосковья //Энергия: экономика, техника, экология. 2010. № 2. С. 48−51. Овчаренков Э. А., Демьянова B.C., Дырова С., Егоров О. В. Сбор, сортировка и переработка твердых бытовых отходов в городах и поселках //Экология урбанизированных территорий.

2008. № 3. С.

77−81. Поддержим раздельный сбор отходов! // Твердые бытовые отходы. 2012. № 1.

С. 58. Румянцева Е. В. Мусор — возобновляемый источник сырья //Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века. 2008. №

8. С. 76−77. Сипатов С. А. Мусорим раздельно //Твердые бытовые отходы. 2011.

№ 3. С. 68−69. Свиточ Н. А. Каждому мусору — свой контейнер. Опыт зарубежных стран //Твердые бытовые отходы. 2011. №

3. С. 74−79. Ставская Э. А. Рыночные подходы к утилизации пластиковых и композитных отходов муниципальных образований //Маркетинг в России и за рубежом. 2008. №

3. С. 86−91. Терехов Г. О. Опыт обращения с твердыми бытовыми отходами в Китае //Энергия: экономика, техника, экология. 2010. № 4. С.

51−55. Устинов В. С. Анализ использования вторичных ресурсов в комплексе конструкционных материалов //Научные труды: Институт народнохозяйственного прогнозирования РАН. 2010. Т. 8. С. 515−531. Шевелёва О.

Раздельный сбор отходов по-японски //Твердые бытовые отходы. 2014. № 6 (96). С. 58−59. Шалунова Е. П. «Раздельный сбор» — Миссия выполнима //Твердые бытовые отходы.

2013. № 12 (90). С. 52−55. Юдин А. Г., Цапко П. О. Нужно срочно решать проблему // Твердые бытовые отходы.

2014. № 5 (95). С.

38−41. ПРИЛОЖЕНИЯПриложение 1. Раздельные мусоросборники Германии.