Відхомди - будь-які речовини, матеріали, предмети що утворюються у процесі людської діяльності і не мають подальшого використання за місцем утворення чи виявлення та яких їх власник позбувається, має намір або повинен позбутися шляхом утилізації чи видалення.

Відходи, які утворюються внаслідок виробничої діяльності, називаються техногенними. Відходи, що утворюються у сфері споживання людини, належать до побутових. До основних категорій зазначених відходів за джерелами їх утворення відносять:

Ш залишки сировини, матеріалів, напівфабрикатів, що утворюються при виробництві різноманітної продукції, виконанні робіт, наданні послуг і які повністю або частково втратили вихідні споживчі якості;

Ш розкривні породи та мінеральні залишки, які утворюються при видобуванні та збагаченні корисних копалин;

Ш речовини та їх суміші, що утворюються в термічних, хімічних та інших процесах і які не є метою даного виробництва (шлаки, зола, кубові залишки, шлами тощо);

Ш матеріали і продукти, забруднені небезпечними речовинами, а також неідентифікована продукція, наприклад, залишки неідентифікованих добрив і отрутохімікатів, що тривалий (понаднормативний) час зберігалися в неналежних умовах у сфері сільськогосподарського виробництва;

Ш залишки сільськогосподарського виробництва, а також залишки від виготовлення продуктів харчування;

Ш осади стічних вод очисних споруд;

Ш відходи переробки деревини (тирса, стружка, кора тощо);

Ш тверді побутові відходи (макулатура, склобій, лом чорних і кольорових металів, відпрацьовані нафтопродукти, текстильні відходи, горіла земля);

Ш вироби, матеріали, товари і предмети широкого вжитку, які втратили свої споживчі якості, використані пакувальні матеріали тощо.

Серед зазначених та деяких інших відходів виробництва і споживання особливе місце належить радіоактивним відходам і забрудненим радіонуклідами речовинам і матеріалам. Унаслідок високого ступеня небезпеки таких утворень для довкілля і людини їх, як правило, виділяють в окрему групу відходів, поводження з якими регулюється спеціальними нормативними актами.

Відповідно до сучасних вимог відходи виробництва і споживання класифікуються за подвійним принципом, а саме: групуванням відходів за однорідними виробничими технологічними процесами, тобто за галузевою структурою їх утворення, або віднесенням тих чи інших відходів до інтегрованих угруповань, коли вони є наскрізними (однорідними) для різних видів господарської діяльності, тобто за видовою структурою їх утворення. В останньому випадку до основних видів відходів відносять:

Ш розкривні, шахтні та інші гірські породи;

Ш відходи збагачення (сепарації) мінеральної сировини та палива;

Ш відходи хімічно-металургійної переробки різних речовин;

Ш відходи енергетики (золошлаки), відходи атомної енергетики (відпрацьовані паливні елементи, крап тощо);

довкілля промисловий утилізація переробка

Ш відходи переробки сільськогосподарської сировини (жом, дефекат, меляса тощо);

Ш відходи і лом чорних і кольорових металів, машини, механізми, устаткування та їх комплектуючі, що відпрацювали свій термін експлуатації;

Ш відходи особистого споживання (тверді побутові відходи, макулатура, ганчір'я, скло, пластмаса, харчові залишки тощо).

Такий підхід до класифікації відходів в цілому відповідає європейській практиці, гармонізується з відповідними групуваннями відходів в європейському "Переліку відходів", прийнятому рішенням спеціалізованих органів Європейського співтовариства у сфері поводження з відходами (Commision Decisiоn 2001/118/ ЕС від 16.01.01). При цьому зберігаються особливості національної системи обліку та поводження з відходами, забезпечується відтворення їх специфічної номенклатури та назв.

Згідно з сучасними підходами перелік відходів і принципи їх класифікації за структурою, ієрархією та системою кодування є відкритими. Передбачається, що вони будуть періодично переглядатися та підлягати доповненням чи змінам відповідно до аналізу вітчизняного і міжнародного, передусім європейського, досвіду і практики у сфері поводження з відходами.

Найгострішою проблемою у цій сфері є організація і практичне здійснення діяльності, пов'язаної зі зменшенням обсягів утворення, збиранням, перевезенням, зберіганням, обробленням, знешкодженням, видаленням чи захороненням та екологічно обґрунтованою утилізацією так званих небезпечних (або токсичних) відходів. До них належать відходи, фізичні, хімічні чи біологічні характеристики яких створюють чи можуть створити значну небезпеку для навколишнього природного середовища та здоров'я людини та які потребують спеціальних методів і засобів поводження з ними (Закон України "Про відходи"). Такі відходи характеризуються специфічними водно-фізичними, хімічними, санітарно-бактеріологічними та іншими властивостями. Запобігання чи зменшення їх негативного впливу на довкілля, спеціалізована утилізація чи повне знешкодження потребує вдосконалення існуючих або розробки нових цільових технологій, створення спеціальних підприємств. До зазначених відходів слід віднести насамперед ртутевмісні матеріали, шлами гальванічних виробництв, лігнін, фосфогіпс, більшість відходів різноманітних хімічних виробництв, тверді побутові відходи, осади стічних вод, органічні відходи тваринництва тощо. У зв'язку з цим юридичні та фізичні особи, діяльність яких пов'язана з поводженням із небезпечними й особливо небезпечними відходами, мають забезпечувати належний захист довкілля та людей від їх шкідливого впливу. За ступенем цього впливу всі небезпечні відходи поділяються на класи і підлягають об'єктивному обліку щодо утворення, обсягів накопичення і зберігання та реальної або потенційно можливої утилізації. Клас небезпеки відходів визначається їх виробником на підставі відповідних нормативно-правових документів, які затверджуються уповноваженими органами виконавчої влади. На даний час найчастіше використовується давно розроблена і загальновизнана 4-ступенева класифікація токсичних відходів за класами небезпеки:

Ш I-й клас - надзвичайно небезпечні;

Ш II-й клас - високонебезпечні;

Ш III-й клас - небезпечні;

Ш IV-й клас - помірно небезпечні токсичні відходи.

В основу даної класифікації покладені різноманітні показники (фізичні, фізико-хімічні, мікробіологічні, санітарно-бактеріологічні), які характеризують вміст і реальний ступінь небезпеки для живих організмів конкретних хімічних речовин, наявність та характер бактеріальних спільнот, інші шкідливі властивості відходів, що можуть призвести до того чи іншого рівня забруднення ними різних об'єктів довкілля, з якими вони безпосередньо чи опосередковано контактують. При цьому величина і можливий характер забруднення зазначених об'єктів залежать від міграційних властивостей, токсичності, здатності викликати віддалені наслідки окремих складових відходів, які лімітуються так званими показниками шкідливості. Останні мають статус нормативів - ГДК (гранично допустима концентрація) чи ОДР (орієнтовно допустима концентрація) і встановлюються за санітарно-гігієнічними проявами, а саме: санітарно-токсикологічними (с. - т.), загально-санітарними (заг.), органолептичними (орг.) з індексами зап. - запах, забарвл. - забарвлення, піна - утворення піни, наприклад при контакті з водою, пл. - плівки на водній поверхні, присм. - надання воді небажаного присмаку.

У той же час найновіші концептуальні підходи до обліку, контролю і поводження з відходами часто вимагають більш чіткого і обґрунтованого ранжування зазначених утворень за ступенем можливого негативного впливу на довкілля і людину. Це зумовлює постійну необхідність деталізації і уточнення визначення класів небезпеки різноманітних відходів відповідно до прямих вимог Закону України "Про відходи".

Як відомо, кожна речовина має цілком індивідуальні фізико-хімічні та біологічні властивості, які зумовлюють механізми та напрямки її взаємодії з іншими речовинами та вплив на живі організми і їх спільноти. Таким чином, визначальними компонентами екологічної безпеки в загальному розумінні слід вважати фізичну, хімічну та біологічну безпечність кожної речовини, що надходить у довкілля, щодо її впливу на нормальне функціонування різноманітних екосистем. Для відходів, що, як правило, є складними сумішами різних речовин, головними ознаками безпечності (небезпечності) для довкілля і людини має бути їх токсикологічна (хімічна), радіаційна і біологічна безпечність (небезпечність), оскільки саме поєднання цих характеристичних особливостей (різних за походженням відходів) дає змогу всебічно оцінити їх інтегральну екологічну безпечність чи, навпаки, небезпечність.

Як зазначено вище, за традиційними підходами потенційна небезпечність промислових чи побутових відходів, тобто класи їх небезпеки визначаються (згідно з ДСанПіН 2.2.7.029-99 "Гігієнічні вимоги щодо поводження з промисловими відходами та визначення класу їх небезпеки для здоров'я населення") шляхом розрахунків індексів токсичності (К_і) кожного хімічного елемента чи окремої речовини - складових того чи іншого відходу. Зважаючи на те, що значна частина утворюваних та накопичуваних відходів має прямий контакт з різними об'єктами навколишнього середовища, при розрахунках К_і враховують ГДК кожного токсичного компонента конкретного відходу, його потенційну летальну дозу (за значеннями логарифма ЛД₅₀) та ГДК цього компонента, встановлену для ґрунту, води, рослини, продуктів урожаю. Однак, оскільки відходи є сумішами хімічних речовин з різною будовою і відповідно з різними хімічними та токсикологічними властивостями, які зумовлюють зону хронічної та біологічної дії і можуть свідчити про кумулятивні властивості цих речовин, при розрахунках К_і необхідно враховувати коефіцієнти їх кумуляції (К_кум).

За останніми методичними розробками Інституту гігієни та медичної екології ім. О.М. Марзеєва АМН України [2] необхідність застосування такого коефіцієнта зумовлена тим, що більшість відходів при потраплянні у ґрунт (на полігонах відходів, звалищах, місцях неорганізованого складування), а потім у воду мають пролонгований характер дії на рівні малих доз, а транслокація хімічних речовин, що входять до складу будь-якого відходу, у рослини і суміжні середовища може супроводжуватися кумулятивними ефектами. Крім того, при визначенні сумарного значення К_і, за яким оцінюється клас небезпеки, повинні додаватися лише К_і інгредієнтів з односпрямованою патогенетичною дією, а не всі розраховані К_і хімічних речовин (як це робилося за традиційним підходом).

Як відомо, відходи цілого ряду виробництв, які концентруються у великих кількостях на обмежених ділянках (у хвостосховищах, шламонакопичувачах, золовідвалах, відвалах гірничих порід) можна віднести до так званих техногенно-підсилених джерел природного радіаційного опромінення. Такі відходи утворюються на підприємствах гірничодобувної, переробної, енергетичної, металургійної промисловості і характеризуються досить високими рівнями іонізуючого (радіаційного) випромінювання (100-400 мкР/год). Це призводить до зміни радіаційних параметрів довкілля і, як наслідок, до додаткового опромінення населення, яке проживає в зонах впливу накопичень зазначених відходів. Тому при визначенні кінцевого класу небезпеки багатьох відходів важливою компонентою є їх оцінка за радіаційними показниками.

Необхідною складовою інтегральної оцінки відходів при визначенні класів їх небезпеки є також біологічна компонента. Відходи сільськогосподарського виробництва, картонно-паперових підприємств, шкіряно-взуттєвого виробництва, харчової та переробної промисловості можуть становити небезпеку за біологічними ознаками. Особливо небезпечним є осади стічних вод, відходи тваринництва. Критерії оцінки відходів за біологічними показниками (форми та індекси кишкової палички, патогенні мікроорганізми, віруси, найпростіші, наявність та життєздатність яєць геогельмінтів) мають бути враховані при визначенні потенційної небезпечності таких відходів. Оцінка біологічної складової при визначенні класу небезпеки може здійснюватися за шкалою, наведеною в табл.1.1.

Таблиця 1.1 Шкала оцінки відходів за ступенем вираженості біологічних ознак [2]

Пролонгований характер негативного (токсикологічного) впливу хімічних сполук - складових відходів може викликати в організмі віддалені наслідки у вигляді мутагенних ефектів. За міжнародною схемою визначення мутагенності токсикантів, що входять до складу відходів, мутагенні чинники можна ідентифікувати з допомогою світових інформаційних банків експериментальних даних, отриманих in vitro, in vivo та в спеціальних епідеміологічних дослідженнях. На сьогодні визнано, що надходження до організму людини сполук важких металів, які містяться в різних відходах, спричиняє значні ризики щодо генетичних структур клітини. Установлено високу чутливість внутрішньоклітинних органел до дії малих концентрацій важких металів. Однак свідоцтв щодо токсичності, зокрема генотоксичності, окремих важких металів на сьогодні є недостатньо для повної характеристики біологічної активності такої складної багатокомпонентної системи, як відходи. В окремих літературних джерелах наводяться дані про токсичний і мутагенний вплив на клітини тест-культур при забрудненні ґрунтів сумішшю важких металів (Сu + Cd + Pb + Zn) у дозах 1, 10 та 20 ГДК. Але навіть позитивна відповідь за цим тестом свідчить лише про вплив на колонії мікроорганізмів, а чи буде мати місце відповідний генотоксичний вплив на людину та інші живі організми, досі неясно. Відомо також, що при зіставленні результатів токсикологічних і мутагенних досліджень отримані оцінки часто не збігаються. Так, відходи, що містять хром, який, безсумнівно, є мутагеном, були віднесені до помірно небезпечних утворень (ІІІ клас), тобто при визначенні класу небезпеки таких відходів, найімовірніше, не враховувалася оцінка мутагенних ефектів і їх наслідків. Отже, зважаючи на факт підвищеної алергізації населення як в Україні, так і в інших країнах світу, врахування мутагенних ефектів при віднесенні відходів до того чи іншого класу небезпеки є доцільним і виправданим.

Таким чином, визначення параметрів небезпечності різних відходів має здійснюватися не тільки за токсикологічними (хімічними) показниками, але й з обов'язковим урахуванням рівнів дії радіаційної компоненти та біологічних чинників антропогенного походження. Тобто інтегральна оцінка відходів при визначенні класів їх небезпеки має здійснюватися за трьома блоками Залежно від кількості набраних балів за тим або іншим критерієм кожного блоку визначається пріоритетність показників. При цьому більш безпечні за токсикологічними характеристиками відходи можуть бути віднесені до вищого рівня небезпеки. Внаслідок цього вимоги до поводження з такими відходами повинні бути більш жорсткими. Такий підхід не вимагає розробки і надання додаткових рекомендацій до поводження з відходами, специфічні особливості яких (наприклад мутагенність) на даний час не враховуються чи не можуть бути враховані при визначенні класу небезпеки конкретного відходу.

Таблиця 1.2 Визначення класу небезпеки відходів за інтегральною оцінкою

Як випливає з цієї таблиці, шлак сміттєспалювального заводу "Енергія" за показниками хімічної токсичності було віднесено до малонебезпечних відходів - IV-й клас небезпеки для здоров'я населення, за рівнями природної радіоактивності - до І-го класу використання, тобто використання без обмежень у будівельних матеріалах. Інтегральна оцінка за двома показниками дозволяє віднести такий шлак до IV-го класу небезпеки. Зола цього підприємства за показниками токсичності характеризувалася як високонебезпечна речовина, відповідаючи ІІ класу небезпеки. Рівні радіоактивності золи відповідали І-ІІ класам використання (будівництво доріг). У загальному підсумку клас небезпеки можна визначити як ІІ-й. Відходи Трипільської ТЕС (золошлакова суміш) за показниками хімічної токсичності характеризувалися як помірно небезпечні (ІІІ-й клас небезпеки), за радіаційними показниками відповідали ІІ-му класу використання. У загальному підсумку зазначену суміш слід віднести до вищого рангу - ІІ-го класу небезпеки для здоров'я населення. Відходи абразивно-струменевої очистки корпусів суден і механізмів за токсикологічними показниками можна характеризувати як малотоксичні речовини, що відповідає IV-му класу небезпеки, а за радіологічними показниками вони мали бути віднесені до ІІІ-го класу використання як сировина для будматеріалів, призначених для спеціальних споруд і будівель, у яких перебування людей не може перевищувати 50 % робочого часу (4 год). Визначена в цих відходах сумарна питома ефективна активність радіонуклідів відповідали локальному гамма-фону на рівні понад 100 млР/год, що майже в п'ять разів перевищує рівень природного радіоактивного фону. Отже ці відходи потребують певних обмежень під час накопичення, зберігання та подальшого використання. Таким чином, за сумарним показником їх слід віднести до ІІІ-го класу небезпеки. Вимоги до поводження з подібними відходами відповідають загальним підходам до обмеження їх негативного впливу. Тому використання цих відходів як сировини для будматеріалів можливе лише за умови їх змішування з іншими речовинами. Аналогічні підходи слід також застосовувати і до відходів металургійних виробництв. Як свідчать відповідні показники, деякі із них або окремі партії слід відносити до ІІІ-го класу небезпеки за інтегральною оцінкою. Однак нині (при традиційному підході) всі відходи сталеплавильних виробництв класифікують як відходи IV-го класу небезпеки. При цьому слід наголосити, що встановлення класу небезпеки різних відходів має здійснюватися в кожному випадку для конкретного виду відходів без перенесення встановленого класу на аналогічні відходи споріднених виробництв.

Обсяги щорічного утворення, загального накопичення і використання токсичних відходів в Україні, які становлять найбільшу небезпеку щодо існуючого або потенційного забруднення різноманітних поверхневих водних об'єктів, на зламі минулого і нинішнього сторіч наведено в табл.1.3-1.5 Як видно із цих таблиць, показники утворення і використання відходів у цей період виявили певну суперечність процесів, що відбувалися і відбуваються сьогодні у сфері поводження з відходами. Так, при деякому збільшенні щорічного загального обсягу всіх відходів (з 558,9 млн т у 2000 р. до 587,4 млн т у 2001 р.) зменшилася та їх частка, що належала токсичним відходам - з 81,4 до 77,5 млн т. Водночас спостерігалося постійне зростання абсолютних та відносних показників використання відходів, що засвідчило позитивні тенденції до ресурсозаощадливості в економіці України на початку 2000 р.

Важливою особливістю структури утворення відходів в Україні у зв'язку з сировинною спрямованістю економіки є домінування в їх складі гірничопромислових відходів (до 88 %), тоді як частка відходів інших галузей промисловості становить близько 10 %, а побутових не перевищує 2 %. За роки функціонування гірничопромислового комплексу накопичено близько 3 млрд т токсичних відходів його окремих виробництв, з яких до 2,5 млрд т розміщено в організованих сховищах площею 55 тис. га.

Таблиця 1.3 Обсяги накопичення токсичних відходів

Таблиця 1.4 Обсяги утворення токсичних відходів

У складі всіх токсичних відходів обсяги відходів І-ІІ-го класів небезпеки становлять приблизно 0,3-0,5 % і протягом останніх років не виявляють тенденції до зменшення.

Загальні обсяги відходів ІІІ-го класу небезпеки становлять 3,0 %, а IV-го класу - понад 95 %.

Найбільшим внеском у загальний обсяг утворюваних токсичних відходів різних класів небезпеки протягом багатьох років відзначалися промислово розвинені регіони України, особливо Дніпропетровський і Донецький регіони (рис. 1.2), насамперед за рахунок дуже великої кількості відходів ІІІ-го і ІV-го класів (рис. 1.3-1.4). У той же час найбільші обсяги відходів, особливо небезпечних для поверхневих водних об'єктів і підземних вод неглибокого залягання, утворюються в Харківській і Чернігівській областях (хімічна промисловість, металообробка, машинобудування) та в Автономній Республіці Крим (засоби хімічного захисту рослин і продуктів урожаю) (рис. 1.5-1.6).

Таблиця 1.5 Утворення, використання та знешкодження токсичних відходів за класами небезпеки (у 2001 р.)

Проблема накопичення відходів

Збільшення чисельності населення, розширення масштабів виробництва і потреб у нових матеріалах і продукції викликало інтенсивне використання природних мінерально-сировинних ресурсів. На сьогоднішній день факти свідчать про те, що для задоволення річної потреби однієї людини щорічно видобувається не менше 20 тонн різної сировини.

Унаслідок інтенсивного використання мінеральних ресурсів зовнішність планети сильно змінилася. У деяких країнах знищені цілі гори,

які були джерелом рудної сировини. В інших країнах в районах копалень і шахт створені штучні гори-терикони і місця, що нагадують "місячні ландшафти”. Значній зміні піддаються ландшафти тундри і лісотундри в районах нафтогазовидобування, які за своєю природою дуже чутливі до забруднення, а їх відновлення відбувається впродовж десятків і навіть сотень років.

Утворення значних мас відходів і відсутність економічно ефективних технологій їх переробки призвели до актуальності проблеми зберігання та захоронення відходів, яка ускладнюється різноманітністю їх видів, фізико-хімічними характеристиками, токсичністю. Мільйони гектарів землі відводяться під звалища, відвали і полігони відходів, на експлуатацію яких витрачається в середньому до 10% вартості готової продукції.

Проблема ускладнюється забрудненням навколишнього середовища і фактичним впливом відходів на всі її компоненти. Інфільтрація сховищ, тління і горіння териконів, утворення пилу та інші чинники обумовлюють міграцію токсичних речовин, забруднення ґрунтів, поверхневих і підземних вод, погіршення стану атмосферного повітря, що призводить, а в деяких районах вже призвело, до загострення екологічної ситуації.

Загальний стан навколишнього природного середовища на даний час вчені різних країн характеризують як "деградацію глобальної екологічної системи”, "екологічну дестабілізацію” і "руйнування природних систем життєзабезпечення”. З основних причин деградації світової екологічної системи разом з нераціональним природокористуванням називають накопичення відходів життєдіяльності людини, забруднення і отруєння відходами навколишнього середовища. Кількість відходів у даний час має такі масштаби, які почали загрожувати безпосередньо існуванню цивілізації.

Проблема накопичення промислових відходів

Перший клас небезпеки

Одна з найголовніших проблем, пов'язана з похованням побутових відходів - утворення метану, так званого звалищного газу. Органічні залишки, які складають від 50 до 70% загальної маси ТПВ, при похованні на звалищах перетворюються в анаеробних умовах на метан та СО2. Цей процес іде під впливом редуцентів - метанових бактерій. Масштаби утворення метану можна вважати геологічними. За підрахунками експертної групи Міжурядової комісії зі зміни клімату (ІРСС), глобальна емісія звалищного метану становить 40 млн. тонн на рік, або близько 8 % його загальнопланетного потоку. Для порівняння, ця величина перевищує масу метану, що виділяється вугільними шахтами. Цей висновок спонукав експертів зі зміни клімату занести метан до реєстру основних джерел парникових газів планети.

Окрім істотного внеску в глобальне потепління, звалищний газ сприяє появі вибухо - і пожежонебезпечних умов як на самих звалищах, так і на прилеглих територіях. Пожежі на звалищах, у свою чергу, приховують неабияку екологічну небезпеку. У структурі ТПВ щороку збільшується питома вага полімерних матеріалів, яка становить більше 10 % їх загальної маси і подвоюється кожні десять років. Зростає і токсичність відходів - у сміття потрапляють термометри, прилади, що містять ртуть, елементи живлення, внаслідок чого вони "збагачуються" солями важких металів і хімікатами. Тому неконтрольоване горіння звалищ призводить до утворення та потрапляння в атмосферу токсичних сполук, в тому числі невідомих, які переносяться на значні відстані.

Велику небезпеку становить фільтрат, що потрапляє з території звалищ у підземні води. У відходах тривалий час зберігаються бактерії, що викликають черевний тиф, дизентерію, холеру, туберкульоз, інші небезпечні хвороби. Проникнення фільтрату в підземні води може призвести до значного поширення цих мікроорганізмів. У країнах з теплим кліматом, як правило, третього світу, хвороби розносяться не тільки з фільтратом, а й з пацюками та мишами, кішками та собаками, птахами, комахами. Крім того, з фільтратом у довкілля потрапляє широкий діапазон неорганічних речовин - за підрахунками, з 300 тонн ТПВ всмоктується 1,5 тонни натрію та калію, по тонні кальцію та магнію, хлоридів, 4 тонни кислих карбонатів та 200 кг сульфатів.

Проблема переробки відходів