Р. Романова - Экскретология мусора

• Название: Экскретология мусора
• Автор: Р. Романова
• Жанр: Прочая научная литература
• Год: 2013
• ISBN: 978-5-4253-0569-5

Книга посвящена изучению мусорных экскретов как антропогенных – связанных с человеческой деятельностью, так и природных – в том числе космических и инопланетного происхождения.

В книге в рамках экскретологии рассмотрены наиболее важные и актуальные на современном этапе развития человечества так называемые мусорные экскреты, включающие в себя разные виды антропогенных отходов. Мусорные экскреты являются составной частью продуктов выделения природы и человеческого общества. Эти объекты изучаются новой наукой – экскретологией. В книге приводятся основные положения этой науки, рассмотрены процессы возникновения, трансформации и ликвидации мусорных объектов в разных средах, а также возможности их утилизации. Изучение этих процессов в рамках экскретологии позволяет ответить на конкретные вопросы полезного использования мусорных экскретов в преодолении загрязнений ими природы.

Книга может представлять интерес для учащихся, специалистов занимающихся проблемами очищения природных сред от загрязнений, а также для огромной аудитории людей любознательных и неравнодушных к судьбам планеты.

---

Время возникновения экскрета τ↑ – это фактически продолжительность насильственного или самопроизвольного отторжения живого организма от среды обитания (гибель, умирание), связанное с прекращением физиологических обменных процессов. Времена τ↑, как правило, одномоментны или составляют несколько минут.

Экскретные объекты неживой природы также имеют значения τ↑ в близких пределах. Например, возникновение экскретов лавины или грязевого потока, вулканического выброса или приливной волны цунами. Эти и многие другие природные экскреты возникают, как правило, в результате «спускового» механизма освобождения от внутреннего напряжения и поэтому в масштабах суточного времени протекают быстро или очень быстро. Примерно такой же порядок величин имеют времена возникновения τ↑ антропогенных экскретов.

Возникший однажды экскрет в зависимости от своего состава, физических и метеорологических условий окружающей среды может быстро исчезнуть или разрушиться (механически или химически распасться), а может существовать продолжительное время. Время существования экскрета τ→ является важной характеристикой его влияния на объекты близкого окружения как в природе, так и в условиях человеческого общества. Дадим определение этой характеристики.

Время существования экскрета τ→ – время его пребывания как окончательно выделенного целостного объекта в условиях конкретной окружающей среды после отторжения от биогеоценоза, прекращения функционирования или избавления за ненадобностью. Для некогда живых объектов и неживой – инертной материи эти понятия в деталях несколько различаются. Когда говорят о времени существования тела некогда живого объекта, имеют в виду время его распада, разрушения или разложения. Фактически процесс разложения таких экскретов начинается с момента их гибели, и довольно проблематично установить степень его механической целостности или химического разложения.

Корректным будет рассматривать только «мусорные» объекты инертной (не имевшей пространственно-временной активности) материи, включая органические и неорганические вещества, тела, изделия.

Отметим, что для органических экскретов время их дальнейшего после формирования «земного» существования τо→ заметно зависит от условий окружающей среды; для инертной неорганической материи (с временами существования τно→) такая зависимость также существует, но в меньшей степени.

В таблицах № 1 и № 2 по литературным источникам приводятся времена существования τо→ и τно→ некоторых экскретов в разных природных средах.

Таблица № 1

Времена существования τо→ на воздухе некоторых органических веществ

Приведём данные другого источника [52] о временах существования некоторых органических экскретов. Время разложения различных материалов в естественных условиях составляют:

хлопковая ткань – 1÷5 мес.;

бумага – 2÷5 мес.;

сигаретные «бычки» – 1÷12 лет;

полиэтиленовые пакеты – 10÷20 лет;

пластиковая тара, упаковка – практически не разлагается.

Известно, что доля полимерных материалов в упаковке в развитых странах составляет от 5 до 20 %, Причём, функциональная «жизнь» упаковки невелика, и она очень быстро отправляется на свалки, часто стихийные. Всё это создаёт огромную проблему, так как ежегодно население земного шара увеличивается на 1,5 ÷ 2 %, а объём мусорных свалок – на 6 %! Поэтому отмахиваться от решения вопросов экскретологии сегодня уже не приходится.

Времена существования на воздухе некоторых неорганических веществ приводится в следующей таблице.

Таблица № 2

Времена существования τно→ на воздухе некоторых неорганических веществ

Данные приведённых выше таблиц, заимствованные из Экосправочника [53], «не привязаны» к конкретным веществам, предметам, изделиям, а имеют некоторый обобщённый характер, поэтому их значения имеют скорее иллюстративный, а не научный характер. Кроме того, надо учитывать возможный субъективный характер исследований.

Если неорганические вещества являются частью какого-нибудь работающего изделия или механизма, то времена их существования, как правило, уменьшаются и определяются работоспособностью «слабого звена». Особенно показательна эта разница для металлов.

Отмечается [54], что продолжительность работы металлов в изделиях в среднем считается равной 22 годам и составляет, например, 30 лет для судов, 27 лет для железнодорожного оборудования, 17 лет для сельскохозяйственных машин, 16 лет для металлорежущего и другого промышленного оборудования, 10 лет для автомобилей и ручного инструмента, 5 лет для стиральных машин и домашнего электрооборудования.

Необходимо отметить, что приводимые в литературных источниках значения времён деструкции (разложения, ржавления, распада и т. п.) материалов не вполне корректны, так как не указаны внешние условия. На это обращено внимание и в работе [49]. Автор проанализировал имеющиеся в литературе данные по разложению бумаги в естественных условиях и обнаружил, что разные источники дают эти значения от месяца до 15 лет. Вполне вероятно, что эти столь разные значения соответствуют истине; их большой разброс объясняется различием условий, при которых происходило разложение.

Дело в том, что бумага состоит в основном из клетчатки (целлюлозы). Разложение клетчатки происходит под действием микроорганизмов, активность которых зависит от многих условий, в первую очередь от температуры и влажности. Например, в Антарктиде газетная бумага будет сохраняться, наверное, в течение столетий, а в тропиках её разложение произойдет в течение нескольких месяцев. Кстати, на свалках без поступления кислорода в слой мусора бумага способна, не разлагаясь, лежать десятки лет.

Такое же положение дел наблюдается и с другими веществами, изделиями, продуктами. При указании временных характеристик обязательно надо указывать условия окружающей среды – в первую очередь её температуру и влажность. В некоторых случаях следует учитывать наличие агрессивного химического окружения, электромагнитных и корпускулярно– полевых потоков.

Что касается времён существования выбывших из обращения антропогенных продуктов, веществ, изделий τа→, то не всегда эта характеристика соответствует реальному их «износу». Потребительские свойства антропогенных экскретов часто не соответствуют их физическому состоянию. Они могут быть в отличном физическом и техническом состояниях, однако субъективно – предметами вышедшими из моды, не того цвета, фасона, качества или фирмы-производителя, а также устаревшего технического образца. Поэтому их в качестве квазимусора уничтожают или выбрасывают на свалку.

Рис. 1.5.1. Статус и зависимость работоспособности изделия, предназначенного для уничтожения, от времени его содержания в месте хранения; t гар – гарантийный срок хранения; tфиз – время существования изделия как функционально целого и работоспособного; tпр – момент получения приказа об уничтожении изделия; tисп– момент исполнения приказа

График рисунка 1.5.1. иллюстрирует зависимость работоспособности изделия, хранящегося на складе, от времени его содержания в месте хранения и предназначенного для уничтожения. Изделие квалифицируется квазимусором с момента получения (подписания) приказа о его уничтожении tпр и до момента исполнения этого приказа tисп. Из рисунка видно, что если изделие забирается для ликвидации в пределах времени его физического существования tфиз как функционально целого и работоспособного, то оно имеет статус квазимусора. При временах t > tфиз хранившееся изделие в любом случае потеряло свою работоспособность и превратилось в мусор. Более подробно эта тема обсуждается в готовящейся к печати книге.

Рассмотрим детальнее вопрос о критериях распада, разложения или деструкции тел на примерах конкретных мусорных экскретов. Главной трудностью в этом вопросе является определение степени разрушения объектов, начиная с которой их уже нельзя считать целостными и неразложившимися.

Например, консервные банки, изготовленные из оцинкованного или покрытого оловом железа. Разлагающиеся экскреты в виде консервных банок ядовиты для многих организмов, а острые края банок в природных средах травмируют животных. Под действием кислорода железо медленно окисляется до оксида железа Fe2O3 (ржавчины), который в некоторых условиях растворяется. Остатки цинкового или оловянного покрытия препятствуют его окислению.