Прогнозирование выбросов парниковых газов от системы обращения с твердыми коммунальными отходами в Санкт-Петербургской агломерации
|
Определения 3
Введение 5
Глава 1
1.1. Общие сведения о парниковых газах 7
1.2. Основные нормативные документы, регулирующие содержание парниковых
газов в атмосфере 9
1.3. Национальная политика России, в рамках сокращения выбросов парниковых газов 10
1.4. Реализация климатических проектов в сфере обращения с отходами 12
Глава 2 15
2.1 Общие сведения о твердых коммунальных отходах 15
2.2. Существующие проблемы в секторе твердых коммунальных отходов в г. Санкт-
Петербург 17
2.3. Влияние климатических факторов на деятельность по обращению с ТКО 20
2.4. Морфологический состав ТБО в Санкт-Петербурге 22
2.5. Полигоны и комплексы по переработке ТКО в Санкт-Петербургской агломерации 26
2.5.1. Санитарная классификация и санитарно-защитные зоны объектов по
обращению с отходами 30
2.6. Характеристика климатического режима Санкт-Петербурга 31
Глава 3 36
4.1. Исходные данные 36
4.2. Используемые методики для расчетов 36
4.2.1. Расчет выбросов парниковых газов 36
4.2.2. Методы обработки метеорологических данных 39
4.2.3. Методы расчета вредных выбросов от объектов обращения с ТКО 41
4.2.4. Расчёт рассеивания вредных веществ от объектов обращения с ТКО 41
4.3. Результаты 43
4.3. Выводы 57
Список литературы 58
Приложения 61
Введение 5
Глава 1
1.1. Общие сведения о парниковых газах 7
1.2. Основные нормативные документы, регулирующие содержание парниковых
газов в атмосфере 9
1.3. Национальная политика России, в рамках сокращения выбросов парниковых газов 10
1.4. Реализация климатических проектов в сфере обращения с отходами 12
Глава 2 15
2.1 Общие сведения о твердых коммунальных отходах 15
2.2. Существующие проблемы в секторе твердых коммунальных отходов в г. Санкт-
Петербург 17
2.3. Влияние климатических факторов на деятельность по обращению с ТКО 20
2.4. Морфологический состав ТБО в Санкт-Петербурге 22
2.5. Полигоны и комплексы по переработке ТКО в Санкт-Петербургской агломерации 26
2.5.1. Санитарная классификация и санитарно-защитные зоны объектов по
обращению с отходами 30
2.6. Характеристика климатического режима Санкт-Петербурга 31
Глава 3 36
4.1. Исходные данные 36
4.2. Используемые методики для расчетов 36
4.2.1. Расчет выбросов парниковых газов 36
4.2.2. Методы обработки метеорологических данных 39
4.2.3. Методы расчета вредных выбросов от объектов обращения с ТКО 41
4.2.4. Расчёт рассеивания вредных веществ от объектов обращения с ТКО 41
4.3. Результаты 43
4.3. Выводы 57
Список литературы 58
Приложения 61
Изменение климата - одна из основных проблем современной цивилизации, привлекающая к себе внимание правительств практически всех стран мира, научных центров и отдельных специалистов, общественных организаций и широких слоев населения.
Согласно последнему отчету Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК), в настоящее время наблюдаются изменения климата Земли в каждом регионе и во всей климатической системе. Многие из наблюдаемых изменений индикаторов глобального потепления являются беспрецедентными за тысячи и даже сотни тысяч лет [27].
Принятие незамедлительных мер по борьбе с изменением климата и его последствиями является одной из глобальных целей устойчивого развития Организации объединенных наций [15].
В соответствии с наиболее обоснованной в настоящее время антропогенной теорией изменения климата, основным фактором, ответственным за развитие глобального потепления, является существенное увеличение концентрации термодинамически активных газов в атмосфере в результате человеческой деятельности, усиливающее естественный парниковый эффект [27].
В целях противодействия развитию глобального потепления, как на международном, так и на национальном уровне предусмотрен комплекс мер по сокращению выбросов парниковых газов в различных секторах экономики: энергетике, промышленности, сельском хозяйстве, землепользовании, лесном хозяйстве, отходах.
В Российской Федерации наиболее выраженные положительные тенденции выбросов парниковых наблюдаются в отрасли, связанной с обращением с отходами производства и потребления. Особенно остро данная проблема стоит в крупнейших агломерациях страны, мероприятия по решению которой заложены в Национальном проекте «Экология».
В настоящее время 80% образующихся коммунальных отходов захоранивают на полигонах без предварительной обработки. Размещение отходов в них идет годами, в накапливающейся массе происходят органические процессы разложения, которые приводят к образованию биогаза, его дальнейшему выбросу в атмосферу и, как следствие, увеличению общей концентрации термодинамически активных примесей в ней.
При этом происходящие изменения гидротермического режима в местах образования и размещения отходов могут оказывать влияние на интенсивность выбросов парниковых газов от них.
Агломерация Санкт-Петербург является крупнейшей урбанизированной территорией в Северо-Западном регионе России и Европы, возрастающее население которой производит все большее количество твердых коммунальных отходов, основная часть которых в настоящее время не обрабатывается и захоранивается на полигонах.
В целях решения данной проблемы в документах стратегического планирования Санкт-Петербурга и Территориальной схеме обращения с отходами производства и потребления предусмотрен комплекс мероприятий по принципиальному изменению сложившегося положения.
В период глобального потепления представляется целесообразным смоделировать различные сценарии развития отрасли обращения с твердыми коммунальными отходами в Санкт-Петербурге в части оценки выбросов парниковых газов от нее, а также рассмотреть возможности реализации климатических проектов, направленных на их сокращение.
В контексте актуальности данной проблемы целью работы является оценка выбросов парниковых газов от сектора обращения с твердыми коммунальными отходами при различных сценариях технологического развития и изменения климата на долгосрочный период.
Задачи дипломной работы:
1. Выполнить комплексный анализ существующего положения в отрасли обращения с твердыми коммунальными отходами в Санкт-Петербурге и выбросов парниковых газов от нее.
2. Оценить влияние климатических факторов на выбросы парниковых газов от мест размещения твердых коммунальных отходов.
3. Провести сравнительный анализ и оценку различных сценариев по развитию отрасли обращения с твердыми коммунальными отходами в Санкт-Петербурге с позиций минимизации выбросов парниковых газов и снижения негативного воздействия на окружающую среду от нее.
4. Оценить возможность реализации климатических проектов в отрасли обращения с твердыми коммунальными отходами в Санкт-Петербурге.
Объект исследования - выбросы парниковых газов.
Предмет исследования - эмиссии парниковых газов от сектора по обращению с твердыми коммунальными отходами в Санкт-Петербурге.
Согласно последнему отчету Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК), в настоящее время наблюдаются изменения климата Земли в каждом регионе и во всей климатической системе. Многие из наблюдаемых изменений индикаторов глобального потепления являются беспрецедентными за тысячи и даже сотни тысяч лет [27].
Принятие незамедлительных мер по борьбе с изменением климата и его последствиями является одной из глобальных целей устойчивого развития Организации объединенных наций [15].
В соответствии с наиболее обоснованной в настоящее время антропогенной теорией изменения климата, основным фактором, ответственным за развитие глобального потепления, является существенное увеличение концентрации термодинамически активных газов в атмосфере в результате человеческой деятельности, усиливающее естественный парниковый эффект [27].
В целях противодействия развитию глобального потепления, как на международном, так и на национальном уровне предусмотрен комплекс мер по сокращению выбросов парниковых газов в различных секторах экономики: энергетике, промышленности, сельском хозяйстве, землепользовании, лесном хозяйстве, отходах.
В Российской Федерации наиболее выраженные положительные тенденции выбросов парниковых наблюдаются в отрасли, связанной с обращением с отходами производства и потребления. Особенно остро данная проблема стоит в крупнейших агломерациях страны, мероприятия по решению которой заложены в Национальном проекте «Экология».
В настоящее время 80% образующихся коммунальных отходов захоранивают на полигонах без предварительной обработки. Размещение отходов в них идет годами, в накапливающейся массе происходят органические процессы разложения, которые приводят к образованию биогаза, его дальнейшему выбросу в атмосферу и, как следствие, увеличению общей концентрации термодинамически активных примесей в ней.
При этом происходящие изменения гидротермического режима в местах образования и размещения отходов могут оказывать влияние на интенсивность выбросов парниковых газов от них.
Агломерация Санкт-Петербург является крупнейшей урбанизированной территорией в Северо-Западном регионе России и Европы, возрастающее население которой производит все большее количество твердых коммунальных отходов, основная часть которых в настоящее время не обрабатывается и захоранивается на полигонах.
В целях решения данной проблемы в документах стратегического планирования Санкт-Петербурга и Территориальной схеме обращения с отходами производства и потребления предусмотрен комплекс мероприятий по принципиальному изменению сложившегося положения.
В период глобального потепления представляется целесообразным смоделировать различные сценарии развития отрасли обращения с твердыми коммунальными отходами в Санкт-Петербурге в части оценки выбросов парниковых газов от нее, а также рассмотреть возможности реализации климатических проектов, направленных на их сокращение.
В контексте актуальности данной проблемы целью работы является оценка выбросов парниковых газов от сектора обращения с твердыми коммунальными отходами при различных сценариях технологического развития и изменения климата на долгосрочный период.
Задачи дипломной работы:
1. Выполнить комплексный анализ существующего положения в отрасли обращения с твердыми коммунальными отходами в Санкт-Петербурге и выбросов парниковых газов от нее.
2. Оценить влияние климатических факторов на выбросы парниковых газов от мест размещения твердых коммунальных отходов.
3. Провести сравнительный анализ и оценку различных сценариев по развитию отрасли обращения с твердыми коммунальными отходами в Санкт-Петербурге с позиций минимизации выбросов парниковых газов и снижения негативного воздействия на окружающую среду от нее.
4. Оценить возможность реализации климатических проектов в отрасли обращения с твердыми коммунальными отходами в Санкт-Петербурге.
Объект исследования - выбросы парниковых газов.
Предмет исследования - эмиссии парниковых газов от сектора по обращению с твердыми коммунальными отходами в Санкт-Петербурге.
Полученные результаты позволили комплексно оценить сценарии выбросов парниковых газов от системы обращения с ТКО в Санкт-Петербургской агломерации с учетом различных прогнозов увеличения в них доли утилизируемых, обезвреживаемых и обрабатываемых отходов, а также изменения гидрометеорологических условий, определяющих условия образования биогаза при разложении органических компонентов.
По результатам анализа продолжительных рядов климатических параметров в Санкт-Петербурге, было установлено, что наибольшее влияние на выбросы парниковых газов от полигонов ТКО оказывают изменения температуры и влажности приземного воздуха.
В работе было выявлено, что изменение различных климатических параметров имеет разнонаправленное влияние на выбросы парниковых газов от биоразлагаемой части захораниваемых отходов.
Показано, что изменение температуры воздуха в летний период приводит к увеличению выбросов метана. При этом снижение относительной влажности воздуха, напротив замедляет их.
Предварительно можно заключить, что влияние термического фактора не столь значительно, как влияние влажности воздуха на выбросы вредных веществ. Однако для верификации расчетных результатов целесообразно организовать систематические газогеохимические исследования выбросов биогаза на участке захоронения отходов.
Кроме оценки влияния климатических факторов на выброс парниковых газов, рассмотрено воздействие различного морфологического состава на этот процесс - чем больше органики содержат отходы, тем выше их эмиссии. Таким образом, можно сделать вывод о том, что обеспечение раздельного сбора мусора и обезвреживание отходов необходимы для снижения выброса метана в атмосферу, а также являются важной частью для создания экономики замкнутого цикла и осуществления «зеленого перехода» в секторе жилищно-коммунального хозяйства.
Поскольку в настоящее время уделяется активное внимание созданию рынка углеродных единиц, то реализация климатических проектов в секторе отходов является важной и актуальной задачей. В отличие от задач по повышению поглощающей способности лесов и иных экосистем, внедрение климатических проектов в отрасли по обращению с ТКО, является значительно более контролируемой и краткосрочной процедурой.
По результатам анализа продолжительных рядов климатических параметров в Санкт-Петербурге, было установлено, что наибольшее влияние на выбросы парниковых газов от полигонов ТКО оказывают изменения температуры и влажности приземного воздуха.
В работе было выявлено, что изменение различных климатических параметров имеет разнонаправленное влияние на выбросы парниковых газов от биоразлагаемой части захораниваемых отходов.
Показано, что изменение температуры воздуха в летний период приводит к увеличению выбросов метана. При этом снижение относительной влажности воздуха, напротив замедляет их.
Предварительно можно заключить, что влияние термического фактора не столь значительно, как влияние влажности воздуха на выбросы вредных веществ. Однако для верификации расчетных результатов целесообразно организовать систематические газогеохимические исследования выбросов биогаза на участке захоронения отходов.
Кроме оценки влияния климатических факторов на выброс парниковых газов, рассмотрено воздействие различного морфологического состава на этот процесс - чем больше органики содержат отходы, тем выше их эмиссии. Таким образом, можно сделать вывод о том, что обеспечение раздельного сбора мусора и обезвреживание отходов необходимы для снижения выброса метана в атмосферу, а также являются важной частью для создания экономики замкнутого цикла и осуществления «зеленого перехода» в секторе жилищно-коммунального хозяйства.
Поскольку в настоящее время уделяется активное внимание созданию рынка углеродных единиц, то реализация климатических проектов в секторе отходов является важной и актуальной задачей. В отличие от задач по повышению поглощающей способности лесов и иных экосистем, внедрение климатических проектов в отрасли по обращению с ТКО, является значительно более контролируемой и краткосрочной процедурой.