В статье обоснована необходимость ограничения попадания пищевых и органических отходов на свалки и полигоны ТКО. Рассмотрены преимущества и недостатки вермикомпостирования как способа обращения с органическими отходами в домохозяйствах.
Ключевые слова: органические отходы, вермикомпостирование, переработка отходов.
Согласно официальным оценкам, в среднем каждый житель РФ выбрасывает 367 кг бытовых отходов в год [1]. Объем вывоза ТКО с территории городских поселений в целом по Российской Федерации в 2018 г. составил 275,4 млн м3 (53,9 млн т), или 0,74 % от общего количества образованных отходов, что на 0,4 % выше уровня 2017 г. Объем ТКО, вывезенных на мусороперерабатывающие заводы, в 2018 г. составил 28,1 млн м3, или 10 % от общего объема ТКО [1]
Органические и пищевые отходы, по разным оценкам, занимают от 30 до 80 % среднестатистического мусорного ведра в России. Очистки, кожура, кости, недоеденные и испорченные продукты являются не только источником неприятного запаха и причиной загрязнения дома. Наиболее важно их негативное воздействие на состояние окружающей среды, возникающее в результате химических процессов, происходящих на полигоне.
Химическую жизнь отходов на свалке условно можно разделить на четыре главных фазы.
Во время первой фазы аэробные бактерии расщепляют все длинные молекулярные цепочки углеводов, белков, других соединений, из которых состоят органические отходы. Главные продукты в результате этого процесса — углекислый газ и азот. Эта фаза достаточно короткая — из-за пластиковых мусорных пакетов, в которые заключены отходы домохозяйств, и утрамбовки мусора бульдозерами с пересыпанием техногрунтом/песком каждые несколько метров — происходит резкое уменьшение количества кислорода.
После того, как используется весь кислород, наступает вторая фаза. Анаэробные бактерии превращают созданные аэробными бактериями вещества в муравьиную, молочную и уксусную кислоты, а также в этиловый и метиловый спирты. Среда на свалке становится кислотной. По мере смешивания кислот с влагой высвобождаются питательные вещества, что делает азот и фосфор доступными для бактерий, которые интенсивно вырабатывают углекислый газ и водород.
Третья фаза жизни свалки начинается с переработки органических кислот анаэробными бактериями и формирования ацетатов. В результате этого процесса среда становится более нейтральной. Это создает условия для бактерий, продуцирующих метан. Эти бактерии вместе с бактериями, вырабатывающими кислоты, формируют своеобразный биоценоз: «кислотные» бактерии вырабатывают вещества, потребляемые метаногенами, — углекислый газ и ацетаты. Эти вещества в больших количествах в то же время вредны для самих кислотопродуцирующих бактерий.
Наиболее долгой является четвертая фаза жизни свалки. На этой стадии свалочный газ содержит от 45 до 60 % метана (по объёму), 40-60 % — углекислого газа, и от 2 до 9 % других газов, в частности, соединений серы. Эта фаза может продолжаться примерно 20 лет, но даже через 50 лет после того, как на свалку перестали привозить мусор, она продолжает выделять газ [2]
Всего свалочный газ содержит около 140 различных веществ, в том числе ароматические углеводороды, алканы, циклоалканы, терпены, спирты, кетоны, соединения хлора, в том числе хлорорганические соединения [3]
Самые токсичные в составе свалочного газа — сероводород и метан — в больших концентрациях вызывают отравления. Помимо этого, при горении мусор выделяет диоксины — значительно более токсичные вещества.
Технология эксплуатации мусорных полигонов предполагает сбор свалочного газа с помощью системы дегазации, затем очистку от примесей и последующее сжигание в факелах, либо использование в качестве топлива. В ряде случаев, происходит сжигание неочищенного свалочного газа, что приводит к образованию множества токсичных продуктов горения. [4]
Таким образом, главная причина образования токсичного свалочного газа и продуктов его сгорания — это наличие в вывозимых на свалки ТКО пищевых и органических отходов. Кроме того, мокрые и пачкающие, они делают невозможной сортировку отходов для их последующей переработки, если граждане не осуществляют раздельный сбор отходов у себя дома.
Для жителей частного дома компостирование пищевых и органических отходов обычно не вызывает проблем. В то время, как для горожан, проживающих в квартирах, вопрос обращения с органикой часто является открытым.
Существует несколько способов организации переработки пищевых и органических отходов для городских домохозяйств:
– использование измельчителя пищевых отходов (диспоузера);
– компостирование с помощью микробных биопрепаратов в герметичном контейнере;
– вермикомпостирование;
– использование электрических сушилок-компостеров.
Использование диспоузера является целесообразным и оправданным с экологической точки зрения, в случае, когда на очистных сооружениях канализации есть специальные биогазовые установки для выработки электроэнергии из биогаза.
Использование электрических сушилок-компостеров сопряжено с большим изначальным расходованием финансовых средств, а также последующим приобретением расходных материалов и использованием электроэнергии.
Вермикомпостирование — давно известная и применяемая в сельском хозяйстве переработка различных органических субстратов красными дождевыми червями (Еисения фоэтида, Ломбрикус рубеллус, Красный гибридный).
Черви участвуют в сложнейших и многоэтапных процессах разложения органических остатков в почве и превращении их в доступные для растений формы. В пищеварительном тракте червей не переваренные остатки пищи перемешиваются с минеральными частицами, склеиваются слизистыми выделениями стенок кишечника и выбрасываются в виде копролитов. Копролиты в почве являются центрами микробиологической активности. [5]
Вермикомпостирование в городских домашних хозяйствах в России пока не является распространенным явлением, несмотря на то, что вермиферму несложно организовать в условиях городской квартиры.
Домашняя вермиферма — это закрытая установка из нескольких ящиков. Заселенные червями уровни — с небольшими отверстиями (1–2 мм), которые обеспечивают воздухообмен, но ограничивают попадание внутрь мух и других насекомых. Нижний уровень — для сбора лишней жидкости.
В качестве базового субстрата для удержания влаги и воздухообмена используют сухую траву, макулатуру, опилки. Черви самостоятельно регулируют численность в зависимости от объёма корма, площади и количества лотков.
Получаемые при этом продукты жизнедеятельности червей — биогумус, он же вермикомпост, или копролит — это:
– полностью стабилизированные (пригодные для хранения) удобрения с низким соотношением углерода к азоту C: N;
– естественные регуляторы роста;
– антибактериальные и угнетающие патогенные грибы вещества;
– вещества, отпугивающие насекомых-вредителей.
У вермикомпоста близкий к нейтральному уровень кислотности (рН 7,0), что идеально для выращивания большинства видов растений — от томатов до орхидей. [5] В сравнении с компостом, получаемым традиционными методами, вермикомпост характеризуется гомогенностью и высокой водоудерживающей способностью.
К минусам домашнего вермикомпостирования можно отнести:
– нежелательно компостирование продуктов животного происхождения и некоторых растительных продуктов (лук, капуста), которые дольше перерабатываются червями и могут вызвать неприятный запах;
– нужно отслеживать температуру воздуха, кислотность и влажность почвы для благополучия червей.
Таким образом, вермикомпостирование в домашних условиях позволяет частично решить проблему попадания пищевых и органических отходов на свалки и снизить, таким образом, объем образующегося свалочного газа и токсичных веществ. Получаемый при этом вермикомпост можно использовать при посадках комнатных растений, для удобрения почвы в саду, на даче или на любой придомовой территории.
Литература:
- Государственный доклад «О состоянии и об охране окружающей среды Российской Федерации в 2018 году»
- Сайт экологического движения «РазДельный сбор» [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://rsbor-msk.ru/ (03.02.2020)
- Trace Organic Compounds in Landfill Gas at Seven U. K. Waste Disposal Sites [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/es9605634# (08.02.2020)
- Дегазация в «Кучино». Как устраняют свалочный газ на полигоне в Балашихе [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://360tv.ru/news/tekst/degazatsija-v-kuchino-kak-ustranjajut-svalochnyj-gaz-na-poligone-v-balashihe/ (08/02/2020)
- Сайт Института радиобиологии НАН Беларуси [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://www.irb.basnet.by (03.02.2020)
