ПРОБЛЕМА УТИЛИЗАЦИИ ОТХОДОВ ПРОИЗВОДСТВА И ПОТРЕБЛЕНИЯ, ПОТЕНЦИАЛЬНО ОПАСНЫХ С ТОЧКИ ЗРЕНИЯ ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ

THE PROBLEM OF DISPOSAL OF PRODUCTION AND CONSUMPTION WASTE THAT IS POTENTIALLY HAZARDOUS FROM A FIRE SAFETY PERSPECTIVE

Akhmetova Renata Rinatovna

Student, Ufa University of Science and Technology, Russia, Ufa

Aksenov Sergey Gennadievich

Scientific supervisor, Doctor of Economics Sciences, Prof., Ufa University of Science and Technology, Russia, Ufa

Аннотация. В данной статье рассматривается проблема пожарной опасности полигонов ТКО, обусловленная высокой концентрацией горючих материалов, особенно отработанных автомобильных шин. Анализируются экологические последствия возгораний свалок, сопровождающиеся выбросом токсичных веществ. В качестве решения предлагается технология сухого пиролиза шин, позволяющая снизить пожарную нагрузку полигонов и получить жидкое топливо. Приводятся оптимальные режимы процесса и характеристики продукта.

Abstract. This article examines the fire hazard posed by solid waste disposal sites, which is caused by the high concentration of combustible materials, particularly used car tyres. The environmental consequences of landfill fires, accompanied by the release of toxic substances, are analysed. A solution is proposed in the form of tyre dry pyrolysis technology, which reduces the fire load at landfills and produces liquid fuel. Optimal process conditions and product characteristics are provided.

Ключевые слова: пожароопасность, твердые коммунальные отходы (ТКО), полигоны ТКО, переработка отходов, самовозгорание, экологическая безопасность, изношенные автомобильные шины, пиролиз, вторичные материальные ресурсы.

Keywords: fire hazard, municipal solid waste (MSW), MSW landfills, waste processing, spontaneous combustion, environmental safety, worn-out car tyres, pyrolysis, secondary material resources.

Вопрос утилизации мусора, который образуется в результате жизнедеятельности человека и работы промышленных предприятий, сегодня стоит крайне остро. Это один из главных экологических и технологических вызовов для нашей страны. С каждым годом отходов становится всё больше, а их состав усложняется из-за роста доли синтетики и полимеров. Всё это приводит к тому, что места складирования мусора (полигоны и свалки) превращаются в серьезные источники угрозы — как для природы, так и для здоровья и безопасности людей. Современные полигоны ТКО — это сложные техногенные сооружения, где накапливаются огромные объемы легко воспламеняющихся веществ, что делает их особо опасными с точки зрения пожарной безопасности.

Возгорания на мусорных полигонах, к сожалению, происходят довольно часто и представляют собой серьезную проблему для пожарных подразделений. Внутри свалки идут процессы гниения органических остатков, при которых выделяется биогаз, состоящий в основном из метана. Этот газ скапливается в толще отходов и, смешиваясь с кислородом, образует взрывоопасные смеси, которые могут сдетонировать даже от небольшой искры (например, от работающей техники или битого стекла, сработавшего как линза). Помимо внутренних причин, таких как самовозгорание, пожары часто случаются из-за умышленных поджогов или нарушения правил эксплуатации полигонов.

Тушение таких пожаров — задача крайне сложная. Огонь быстро уходит вглубь свалки, переходя в фазу тления в нижних слоях, куда обычные средства пожаротушения практически не достают. Основной способ борьбы — изоляция горящего участка, чтобы прекратить доступ кислорода, либо пересыпание его грунтом. Это требует привлечения тяжелой техники (бульдозеров, экскаваторов) и больших затрат времени и средств. Даже если открытое пламя удалось сбить, внутренние очаги тления могут продолжать выделять вредные вещества в атмосферу еще очень долго.

Экологический ущерб от таких пожаров просто колоссальный. При горении, особенно в режиме тления, из пластика, полимеров и резины выделяются опаснейшие токсичные вещества. В первую очередь это диоксины и фураны — стойкие органические загрязнители, обладающие канцерогенными и мутагенными свойствами. При горении ПВХ и пластика образуются бензол и другие полициклические ароматические углеводороды, которые также провоцируют рак. В дыме содержатся тяжелые металлы (свинец, ртуть, кадмий), а также оксиды азота и серы. Ядовитое облако может распространяться ветром на десятки километров, оседая в жилых кварталах, на полях и в водоемах. Продукты горения попадают в почву и грунтовые воды, отравляя их на годы вперед. Даже один крупный пожар способен вызвать выброс вредных веществ, превышающий ПДК в разы, что мгновенно сказывается на здоровье людей — растет число респираторных заболеваний, аллергий и обострений хронических болезней.

Если посмотреть на состав наших свалок, то видно, что там очень много горючих компонентов: пищевые остатки, бумага, текстиль. Но самую большую угрозу представляют полимеры, доля которых доходит до 2–5% и выше. Значительную часть среди них занимают старые автомобильные шины. Срок службы покрышки — несколько лет, после чего миллионы тонн изношенных шин отправляются на свалки. Только в России каждый год их накапливается около 50 миллионов штук. На полигонах они занимают огромные площади, не разлагаются десятилетиями и создают колоссальную пожарную нагрузку.

Когда горят покрышки на открытом воздухе, выделяется густой черный дым и множество токсичных веществ первого и второго класса опасности: тот же бензапирен, диоксины и полихлорированные бифенилы. Температура воспламенения шин — около 330–350°C, то есть сами по себе они загораются редко, но если пожар начался по другой причине, они служат отличным горючим материалом. Теплотворная способность шин сравнима с каменным углем или нефтепродуктами, что позволяет рассматривать их не просто как мусор, а как потенциальный источник энергии.

Исходя из вышесказанного, главная задача современной системы обращения с отходами — не просто складировать мусор, а максимально извлекать из него полезные компоненты и безопасно обезвреживать опасные фракции. Государственная политика, закрепленная в федеральных законах, отдает приоритет максимальному использованию исходного сырья. Это означает, что такие отходы, как автопокрышки, должны перерабатываться во вторсырье или энергию. Существующие методы (дробление с извлечением металла или сжигание в цементных печах) имеют свои минусы и не всегда идеальны с точки зрения экологии и экономики.

В этом плане интересна технология сухого пиролиза — термического разложения без доступа воздуха. Проведенные эксперименты (в том числе, которые мы разбирали на занятиях) показывают, что пиролиз измельченной резиновой крошки из шин не только решает проблему утилизации, но и дает ценные продукты. В опытах с крошкой размером 1–3 мм выяснилось, что разложение начинается при 260°C, а активнее всего идет при 375–400°C. Если нагреть до 500°C и выдержать час, основным продуктом становится жидкая фракция — пиролизная смола, её выход составляет около 60–61%. Также образуется горючий газ (примерно 8%) и твердый углеродистый остаток (около 31–32%), похожий на техуглерод. Пиролизная смола — это темно-коричневая жидкость с содержанием воды 2–2,5%. В ней много ароматических углеводородов (до 93,5%), а теплотворная способность — около 31 МДж/кг, что сопоставимо с дизельным топливом. Серы в ней не больше 1,1%, а температура начала кипения — 175°C. Благодаря этим свойствам смолу можно использовать как самостоятельное топливо или добавлять в дизтопливо. Применение такой технологии как раз помогает выполнить требования природоохранного законодательства: не допустить загрязнения среды и вернуть отходы в хозяйственный оборот в качестве вторичного ресурса.

Подводя итог, можно сказать, что переработка шин и других горючих полимеров методом низкотемпературного пиролиза — это перспективное и экономически оправданное направление. Конечно, для его широкого внедрения нужна дополнительная научная проработка и адаптация технологии под разные виды сырья. Но рассмотренный подход на примере автомобильных покрышек показывает, как можно эффективно решать проблему, экономя природные ресурсы. Однако, параллельно с развитием перерабатывающих мощностей, необходимо ужесточать надзор за существующими свалками, проводить их рекультивацию и строить современные мусороперерабатывающие комплексы. Это позволит снизить объемы захоронения и уменьшить пожарную нагрузку на полигоны. Также жизненно важно неукоснительно соблюдать нормы пожарной безопасности на всех этапах — от проектирования до эксплуатации объектов размещения отходов, как того требуют нормативные документы.

Проблема утилизации пожароопасных отходов многогранна. С одной стороны, это вопрос экологической и пожарной безопасности, требующий срочных мер по рекультивации старых свалок и предотвращению новых пожаров. С другой — это вопрос ресурсосбережения, который решается внедрением передовых технологий, позволяющих превращать опасные отходы, такие как шины, в ценное топливо и сырье. Только комплексный подход, объединяющий усилия управленцев, инженеров и законодателей, может гарантировать снижение пожарной опасности и надежную защиту окружающей среды от негативного воздействия отходов.