,_OWID.svg/1280px-Municipal_waste_recycling_rate_(%),_OWID.svg.png)
Переработка — это процесс преобразования отходов в новые материалы и предметы. Эта концепция часто включает в себя извлечение энергии из отходов . Пригодность материала к переработке зависит от его способности восстанавливать свойства, которые он имел в своем первоначальном состоянии. [1] Это альтернатива «обычной» утилизации отходов, которая может сэкономить материал и помочь снизить выбросы парниковых газов . Она также может предотвратить отходы потенциально полезных материалов и сократить потребление свежего сырья, уменьшая потребление энергии, загрязнение воздуха (при сжигании ) и загрязнение воды (при захоронении ).
Переработка является ключевым компонентом современного сокращения отходов и третьим компонентом иерархии отходов « Сокращение , повторное использование и переработка» . [2] [3] Она способствует экологической устойчивости за счет устранения сырьевого сырья и перенаправления отходов в экономическую систему. [4] Существуют некоторые стандарты ISO , связанные с переработкой, такие как ISO 15270:2008 для отходов пластика и ISO 14001 :2015 для контроля за экологическим менеджментом практики переработки.
Перерабатываемые материалы включают в себя многие виды стекла, бумаги, картона, металла, пластика, шин , текстиля , батареек и электроники . Компостирование и другое повторное использование биоразлагаемых отходов , таких как пищевые и садовые отходы , также является формой переработки. [5] Материалы для переработки либо доставляются в центр переработки домашних хозяйств, либо забираются из мусорных баков на обочине дороги, затем сортируются, очищаются и перерабатываются в новые материалы для производства новых продуктов.
В идеальной реализации переработка материала производит новый запас того же материала — например, использованная офисная бумага будет преобразована в новую офисную бумагу, а использованный пенополистирол — в новый полистирол. Некоторые типы материалов, такие как металлические банки , могут быть повторно переработаны без потери их чистоты. [6] С другими материалами это часто сложно или слишком дорого (по сравнению с производством того же продукта из сырья или других источников), поэтому «переработка» многих продуктов и материалов подразумевает их повторное использование для производства других материалов (например, картона ). Другая форма переработки — это утилизация составных материалов из сложных продуктов из-за их внутренней ценности (например, свинца из автомобильных аккумуляторов и золота из печатных плат ) или из-за их опасной природы (например, удаление и повторное использование ртути из термометров и термостатов ).
Повторное использование материалов было обычной практикой на протяжении большей части человеческой истории, и ее сторонники были известны еще со времен Платона в четвертом веке до нашей эры. [7] В периоды, когда ресурсы были скудными, археологические исследования древних свалок показывают меньше бытовых отходов (таких как пепел, сломанные инструменты и керамика), что подразумевает, что больше отходов перерабатывалось вместо новых материалов. [8] Однако археологические артефакты, изготовленные из перерабатываемых материалов, таких как стекло или металл, могут не быть исходным объектом и не напоминать его, в результате чего успешная древняя экономика переработки может стать невидимой, когда переработка становится синонимом переплавки, а не повторного использования. [9]
В доиндустриальные времена есть свидетельства того, что лом бронзы и других металлов собирался в Европе и переплавлялся для непрерывного повторного использования. [10] Переработка бумаги впервые была зафиксирована в 1031 году, когда японские магазины продавали переработанную бумагу. [11] [12] В Британии пыль и зола от сжигания древесины и угля собирались « мусорщиками » и перерабатывались в качестве базового материала для производства кирпича. Эти формы переработки были обусловлены экономическим преимуществом получения переработанных материалов вместо первичных материалов и необходимостью вывоза отходов в густонаселенных районах. [8] В 1813 году Бенджамин Лоу разработал процесс превращения тряпок в шерсть « shoddy » и « mungo » в Батли, Йоркшир, который сочетал переработанные волокна с первичной шерстью . [13] Промышленность по производству шодди в Западном Йоркшире в таких городах, как Батли и Дьюсбери, существовала с начала 19 века по крайней мере до 1914 года.
Индустриализация стимулировала спрос на доступные материалы. В дополнение к тряпкам, лом черных металлов был желанным, поскольку его было дешевле приобрести, чем первичную руду. Железные дороги покупали и продавали металлолом в 19 веке, а растущая сталелитейная и автомобильная промышленность покупали лом в начале 20 века. Многие вторичные товары собирались, обрабатывались и продавались торговцами, которые рыскали по свалкам и городским улицам в поисках выброшенной техники, кастрюль, сковородок и других источников металла. К Первой мировой войне тысячи таких торговцев бродили по улицам американских городов, пользуясь рыночными силами для переработки бывших в употреблении материалов в промышленное производство. [14]
Производители бутылок для напитков, включая Schweppes , [15] начали предлагать возвратные депозиты за переработку в Великобритании и Ирландии около 1800 года. Официальная система переработки с возвратными депозитами за бутылки была создана в Швеции в 1884 году, а для алюминиевых банок для напитков — в 1982 году; это привело к уровню переработки 84–99% в зависимости от типа (стеклянные бутылки можно наполнять около 20 раз). [16]
Новые химические отрасли, созданные в конце 19 века, изобрели новые материалы (например, бакелит в 1907 году) и обещали превратить бесполезные материалы в ценные. Пословица гласит, что нельзя сделать шелковый кошелек из свиного уха — пока американская фирма Arthur D. Little не опубликовала в 1921 году работу «О изготовлении шелковых кошельков из свиных ушей», ее исследование доказывает, что когда «химия надевает комбинезон и берется за дело [...] появляются новые ценности. Открываются новые и лучшие пути для достижения желаемых целей». [17]
Переработка — или «спасение», как это тогда обычно называли — была серьезной проблемой для правительств во время Второй мировой войны , когда финансовые ограничения и значительная нехватка материалов сделали необходимым повторное использование товаров и переработку материалов. [18] Эта нехватка ресурсов, вызванная мировыми войнами и другими подобными событиями, изменившими мир, в значительной степени способствовала переработке. [19] [18] Большинству домов стало необходимо перерабатывать свои отходы, что позволило людям максимально использовать то, что было доступно. Переработка бытовых материалов также означала, что больше ресурсов оставалось доступным для военных нужд. [18] Масштабные правительственные кампании, такие как Национальная кампания по спасению в Великобритании и кампания «Спасение ради победы» в Соединенных Штатах, проводились в каждой воюющей стране, призывая граждан жертвовать металл, бумагу, тряпки и резину в качестве патриотического долга.
Значительные инвестиции в переработку были сделаны в 1970-х годах из-за роста цен на энергию. [20] Переработка алюминия использует только 5% энергии первичного производства. Стекло, бумага и другие металлы имеют менее драматичную, но существенную экономию энергии при переработке. [21]
Хотя бытовая электроника была популярна с 1920-х годов, об ее переработке почти ничего не было слышно до начала 1991 года. [22] Первая схема переработки электронных отходов была реализована в Швейцарии , начавшись со сбора старых холодильников, а затем расширившись, чтобы охватить все устройства. [23] Когда были созданы эти программы, многие страны не могли справиться с огромным количеством электронных отходов или их опасной природой и начали экспортировать проблему в развивающиеся страны без соблюдения экологического законодательства. (Например, переработка компьютерных мониторов в Соединенных Штатах стоит в 10 раз дороже, чем в Китае.) Спрос на электронные отходы в Азии начал расти, когда свалки обнаружили, что они могут извлекать ценные вещества, такие как медь , серебро , железо , кремний , никель и золото , в процессе переработки. [24] В 2000-х годах наблюдался бум как продаж электронных устройств, так и их роста как потока отходов: в 2002 году электронные отходы росли быстрее, чем любой другой тип отходов в ЕС. [25] Это стимулировало инвестиции в современные автоматизированные объекты, чтобы справиться с наплывом людей, особенно после того, как в 2003 году были введены строгие законы. [26]
По состоянию на 2014 год Европейский союз имел около 50% мировой доли отходов и перерабатывающей промышленности, с более чем 60 000 компаний, в которых работают 500 000 человек, и оборотом в €24 млрд. [27] Страны ЕС обязаны достичь уровня переработки не менее 50%; ведущие страны уже достигли около 65%. Общий средний показатель по ЕС составил 39% в 2013 году [28] и неуклонно растет, достигнув 45% в 2015 году. [29] [30]
В 2015 году Генеральная Ассамблея Организации Объединенных Наций установила 17 Целей устойчивого развития . Цель 12, Ответственное потребление и производство , определяет 11 задач «для обеспечения устойчивых моделей потребления и производства». [31] Пятая цель, Задача 12.5 , определяется как существенное сокращение образования отходов к 2030 году, указанное в Национальном показателе переработки.
В 2018 году изменения в отрасли переработки отходов спровоцировали глобальный «кризис». 31 декабря 2017 года Китай объявил о своей политике « Национального меча », установив новые стандарты импорта перерабатываемых материалов и запретив материалы, которые считаются слишком «грязными» или «опасными». Новая политика вызвала резкие сбои на мировом рынке переработки отходов и снизила цены на лом пластика и низкосортную бумагу. Экспорт перерабатываемых материалов из стран G7 в Китай резко сократился, многие переместились в страны Юго-Восточной Азии. Это вызвало значительную обеспокоенность по поводу практики перерабатывающей промышленности и экологической устойчивости . Резкий сдвиг заставил страны принимать больше материалов, чем они могли переработать, и поднял фундаментальные вопросы о доставке отходов из развитых стран в страны с небольшим количеством экологических норм — практика, которая существовала до кризиса. [32]
По данным ВОЗ (2023 г.), «ежегодно выбрасываются миллионы электрических и электронных устройств... представляющих угрозу для окружающей среды и здоровья человека, если они не обрабатываются, не утилизируются и не перерабатываются надлежащим образом. К обычным предметам... относятся компьютеры... электронные отходы перерабатываются с использованием экологически небезопасных методов и, вероятно, хранятся в домах и на складах, выбрасываются, экспортируются или перерабатываются в ненадлежащих условиях. Когда электронные отходы обрабатываются с использованием ненадлежащих методов, они могут выделять до 1000 различных химических веществ... включая вредные нейротоксиканты, такие как свинец ». [33] В статье в журнале Sustainable Materials & Technologies отмечается сложность управления электронными отходами, особенно от продуктов домашней автоматизации, которые из-за их быстрого устаревания создают все большую нагрузку на системы переработки, которые не адаптированы для удовлетворения потребностей в переработке, возникающих в связи с этим типом продукции. [34]
Медный шлак получается, когда медные и никелевые руды извлекаются из исходных руд с использованием пирометаллургического процесса, и эти руды обычно содержат другие элементы, такие как железо, кобальт, кремний и глинозем. [35] По оценкам, на тонну произведенной меди образуется 2,2–3 тонны медного шлака, что приводит к образованию около 24,6 тонн шлака в год, который считается отходами. [36] [37]
Воздействие шлака на окружающую среду включает паралич меди , который приводит к смерти из-за желудочного кровотечения, если его проглотить человеку. Он также может вызвать острый дерматит при воздействии на кожу. [38] Токсичность также может передаваться сельскохозяйственным культурам через почву, в результате чего она распространяется на животных и источники пищи и повышает риск сердечно-сосудистых заболеваний, рака, когнитивных нарушений, хронической анемии и повреждения почек, костей, нервной системы, мозга и кожи. [39]
Замена гравия и щебня в карьерах оказалась более рентабельной, поскольку ее источники находятся ближе к потребительским рынкам. Торговля между странами и строительство доменных печей помогают увеличить использование шлака, тем самым сокращая отходы и загрязнение. [40]
Экономист Стивен Ландсбург , автор статьи под названием «Почему я не эколог», [41] утверждал, что переработка бумаги на самом деле сокращает популяции деревьев. Он утверждает, что поскольку бумажные компании имеют стимулы для пополнения своих лесов, большой спрос на бумагу приводит к большим лесам, в то время как снижение спроса на бумагу приводит к уменьшению «фермерских» лесов. [42]
Когда лесозаготовительные компании вырубают деревья, на их месте высаживаются новые; однако такие искусственно выращенные леса уступают естественным лесам по нескольким параметрам. Искусственно выращенные леса не способны фиксировать почву так быстро, как естественные леса. Это может привести к широкомасштабной эрозии почвы и часто требует большого количества удобрений для поддержания почвы, при этом в них содержится малое биоразнообразие деревьев и диких животных по сравнению с девственными лесами. [43] Кроме того, новые высаженные деревья не такие большие, как вырубленные деревья, и аргумент о том, что будет «больше деревьев», не является убедительным для защитников лесного хозяйства, когда они подсчитывают саженцы.
В частности, древесина из тропических лесов редко заготавливается для производства бумаги из-за ее неоднородности. [44] По данным секретариата Рамочной конвенции Организации Объединенных Наций об изменении климата , подавляющей непосредственной причиной вырубки лесов является натуральное хозяйство (48% вырубки лесов) и коммерческое сельское хозяйство (32%), которое связано с производством продовольствия, а не бумаги. [45]
Другие нетрадиционные методы переработки материалов, такие как системы Waste-to-Energy (WTE), привлекли повышенное внимание в недавнем прошлом из-за поляризующей природы их выбросов. Хотя многие рассматривают их как устойчивый метод получения энергии из исходных материалов отходов, другие привели многочисленные объяснения того, почему эта технология не была масштабирована в глобальном масштабе. [46]
Для работы программы переработки отходов решающее значение имеет большой и стабильный запас перерабатываемого материала. Для создания таких запасов использовались три законодательных варианта: обязательный сбор вторичной переработки, законодательство о контейнерных депозитах и запреты на мусор. Законы об обязательном сборе отходов устанавливают цели по переработке для городов, обычно в форме того, что определенный процент материала должен быть перенаправлен из городского потока отходов к установленной дате. Город несет ответственность за работу по достижению этой цели. [5]
Законодательство о депозите контейнеров предписывает возврат средств за возврат определенных контейнеров — обычно стеклянных, пластиковых и металлических. При покупке продукта в таком контейнере добавляется небольшая надбавка, которую потребитель может вернуть, когда контейнер возвращается в пункт сбора. Эти программы преуспели в создании среднего уровня переработки в 80%. [47] Несмотря на такие хорошие результаты, перенос расходов на сбор от местного правительства к промышленности и потребителям вызвал сильное противодействие в некоторых областях [5] — например, там, где производители несут ответственность за переработку своей продукции. В Европейском союзе Директива WEEE требует от производителей бытовой электроники возмещать расходы переработчиков. [48]
Альтернативным способом увеличения поставок рециклатов является запрет утилизации определенных материалов в качестве отходов, часто включая отработанное масло , старые аккумуляторы, шины и садовые отходы. Это может создать жизнеспособную экономику для надлежащей утилизации продуктов. Необходимо позаботиться о том, чтобы существовало достаточно услуг по переработке для удовлетворения поставок, иначе такие запреты могут привести к увеличению нелегального сброса . [5]
Для увеличения и поддержания спроса на переработанные материалы также использовались четыре формы законодательства: минимальные требования к содержанию переработанных материалов, нормы использования, политика закупок и маркировка переработанных продуктов . [5]
Как требования к минимальному содержанию переработанных материалов, так и нормы утилизации увеличивают спрос, заставляя производителей включать переработку в свою деятельность. Требования к содержанию указывают, что определенный процент нового продукта должен состоять из переработанных материалов. Нормы утилизации являются более гибким вариантом: отрасли могут выполнять свои цели по переработке в любой момент своей деятельности или даже заключать контракты на переработку в обмен на торгуемые кредиты. Противники этих методов ссылаются на их значительное увеличение требований к отчетности и утверждают, что они лишают отрасль гибкости. [5] [49]
Правительства использовали свою собственную покупательную способность для увеличения спроса на переработку посредством «политики закупок». Эта политика представляет собой либо «отложенные средства», которые резервируют определенную сумму расходов на переработанные продукты; либо программы «ценовых преференций», которые предоставляют более крупные бюджеты при покупке переработанных товаров. Дополнительные правила могут быть направлены на конкретные случаи: например, в Соединенных Штатах Агентство по охране окружающей среды предписывает закупку нефти, бумаги, шин и строительной изоляции из переработанных или повторно очищенных источников, когда это возможно. [5]
Последним правительственным регулированием в сторону увеличения спроса является маркировка переработанных продуктов. Когда производители обязаны маркировать свою упаковку с указанием количества переработанного материала, который она содержит (включая упаковку), потребители могут делать более осознанный выбор. Потребители с достаточной покупательной способностью могут выбирать более экологически сознательные варианты, побуждая производителей увеличивать количество переработанного материала в своих продуктах и увеличивать спрос. Стандартизированная маркировка переработки также может иметь положительное влияние на предложение переработанных материалов, когда она указывает, как и где продукт может быть переработан. [5]
«Recyclate» — это сырье, отправляемое на завод по переработке отходов или на завод по восстановлению материалов и перерабатываемое на нем [50], чтобы его можно было использовать в производстве новых материалов и продуктов. Например, пластиковые бутылки можно перерабатывать в пластиковые гранулы и синтетические ткани . [51]
Качество переработанных материалов является одной из основных проблем для успеха долгосрочного видения зеленой экономики и достижения нулевых отходов . Обычно это относится к тому, сколько из них состоит из целевого материала, по сравнению с нецелевым материалом и другими неперерабатываемыми материалами. [52] Сталь и другие металлы имеют изначально более высокое качество переработанных материалов; по оценкам, две трети всей новой стали производится из переработанной стали. [53] Только целевой материал, скорее всего, будет переработан, поэтому большее количество нецелевых и неперерабатываемых материалов может сократить количество переработанных продуктов. [52] Высокая доля нецелевых и неперерабатываемых материалов может затруднить достижение «высококачественной» переработки; и если переработанные материалы имеют низкое качество, они, скорее всего, будут переработаны или , в более экстремальных случаях, отправлены на другие варианты переработки или захоронены . [52] Например, для облегчения повторного производства изделий из прозрачного стекла существуют жесткие ограничения для цветного стекла, входящего в процесс переплавки. Другим примером является даунсайклинг пластика, когда такие продукты, как пластиковая пищевая упаковка, часто перерабатываются в продукты более низкого качества и не перерабатываются в ту же пластиковую пищевую упаковку.
Качество переработанного сырья не только способствует высококачественной переработке, но и может обеспечить значительные экологические преимущества за счет сокращения, повторного использования и недопущения попадания продукции на свалки . [52] Высококачественная переработка может способствовать экономическому росту за счет максимизации ценности отходов. [52] Более высокие уровни доходов от продажи качественного переработанного сырья могут принести значительную пользу местным органам власти, домохозяйствам и предприятиям. [52] Обеспечение высококачественной переработки также может повысить доверие потребителей и предприятий к сектору управления отходами и ресурсами и может стимулировать инвестиции в него.
В цепочке поставок вторичной переработки существует множество действий, каждое из которых может повлиять на качество вторичной переработки. [54] Производители отходов, которые помещают нецелевые и неперерабатываемые отходы в сборы вторичной переработки, могут повлиять на качество конечных потоков вторичной переработки и требуют дополнительных усилий для утилизации этих материалов на более поздних этапах процесса переработки. [54] Различные системы сбора могут вызывать разные уровни загрязнения. Когда несколько материалов собираются вместе, требуются дополнительные усилия для сортировки их в отдельные потоки, что может значительно снизить качество конечной продукции. [54] Транспортировка и уплотнение материалов также могут усложнить этот процесс. Несмотря на улучшения в технологии и качестве вторичной переработки, сортировочные установки по-прежнему не на 100% эффективны в разделении материалов. [54] Когда материалы хранятся на открытом воздухе, где они могут намокнуть, это также может вызвать проблемы для переработчиков. Могут потребоваться дополнительные этапы сортировки для удовлетворительного сокращения количества нецелевых и неперерабатываемых материалов. [54]
Было внедрено несколько систем для сбора вторсырья из общего потока отходов, занимая различные места в спектре компромисса между общественным удобством и правительственной простотой и расходами. Три основные категории сбора — это пункты приема, пункты выкупа и сбор на обочине. [5] Около двух третей стоимости переработки приходится на фазу сбора. [55]
Сбор отходов у обочины охватывает множество тонко различающихся систем, которые в основном отличаются тем, где в процессе сортируются и очищаются вторсырье. Основными категориями являются сбор смешанных отходов, смешанные вторсырье и разделение по источнику. [5] Обычно мусоровоз забирает отходы.
При сборе смешанных отходов вторсырье собирается вместе с остальными отходами, а нужные материалы сортируются и очищаются на центральном сортировочном предприятии. Это приводит к тому, что большое количество перерабатываемых отходов (особенно бумаги) слишком загрязнено для переработки, но имеет и преимущества: городу не нужно платить за раздельный сбор вторсырья, не требуется просвещение общественности, и любые изменения в перерабатываемости определенных материалов реализуются там, где происходит сортировка. [5]
В смешанной или однопоточной системе перерабатываемые отходы смешиваются, но хранятся отдельно от неперерабатываемых отходов. Это значительно снижает необходимость в очистке после сбора, но требует просвещения общественности о том, какие материалы подлежат переработке. [5] [10]
Разделение источников — это другая крайность, когда каждый материал очищается и сортируется перед сбором. Это требует наименьшей сортировки после сбора и производит самые чистые вторичные материалы. Однако это влечет за собой дополнительные эксплуатационные расходы на сбор каждого материала и требует обширного просвещения общественности, чтобы избежать загрязнения вторичными материалами . [5] В Орегоне , США, Департамент по вопросам качества в Орегоне опросил управляющих многоквартирными домами; около половины из них сообщили о проблемах, включая загрязнение вторичных материалов из-за нарушителей, таких как прохожие, которые получили доступ к зонам сбора. [56]
Разделение источника раньше было предпочтительным методом из-за высокой стоимости сортировки смешанного сбора (отходов). Однако достижения в технологии сортировки существенно снизили эти накладные расходы, и многие области, которые разработали программы разделения источника, перешли на то, что называется смешанным сбором . [10]
В центрах обратного выкупа закупаются разделенные, очищенные вторсырье, что обеспечивает четкий стимул для использования и создает стабильные поставки. Последующий материал может быть продан. Если это прибыльно, это сохраняет выбросы парниковых газов; если нерентабельно, это увеличивает их выбросы. Центрам обратного выкупа обычно нужны государственные субсидии, чтобы быть жизнеспособными. Согласно отчету Национальной ассоциации США по отходам и переработке за 1993 год , переработка тонны материала, который можно перепродать за 30 долларов, стоит в среднем 50 долларов. [5]
Центры приема отходов требуют от производителя отходов отвозить вторсырье в центральное место — либо на установленную или мобильную станцию сбора, либо на сам завод по переработке. Это самый простой тип сбора, но он страдает от низкой и непредсказуемой пропускной способности.
Для некоторых отходов, таких как пластик, современные технические устройства, называемые recyclebots [57], позволяют осуществлять распределенную переработку, называемую DRAM (распределенное аддитивное производство с переработкой). Предварительный анализ жизненного цикла (LCA) показывает, что такая распределенная переработка HDPE для производства нити для 3D-принтеров в сельских регионах потребляет меньше энергии, чем использование первичной смолы или использование традиционных процессов переработки с сопутствующей транспортировкой. [58] [59]
Другая форма распределенной переработки смешивает пластиковые отходы с песком для производства кирпичей в Африке . [60] Несколько исследований изучали свойства переработанных пластиковых отходов и песчаных кирпичей. [61] [62] Композитные тротуарные плитки можно продавать со 100% прибылью, при этом нанимая рабочих с заработной платой в 1,5 раза выше минимальной в регионе Западной Африки, где распределенная переработка может производить 19 миллионов тротуарных плиток из 28 000 тонн пластиковых пакетов с водой в год в Гане , Нигерии и Либерии . [63] То же самое было сделано с масками COVID19. [64]
После того, как смешанные вторсырье собраны и доставлены на предприятие по переработке материалов , материалы должны быть отсортированы. Это делается в несколько этапов, многие из которых включают автоматизированные процессы, что позволяет полностью отсортировать грузовик с материалами менее чем за час. [10] Некоторые заводы теперь могут сортировать материалы автоматически; это известно как однопоточная переработка . Автоматическая сортировка может быть дополнена робототехникой и машинным обучением. [65] [66] На заводах сортируются различные материалы, включая бумагу, различные виды пластика, стекло, металлы, пищевые отходы и большинство типов батарей . [67] В районах с этими заводами было отмечено увеличение темпов переработки на 30%. [68] В США насчитывается более 300 предприятий по переработке материалов. [69]
Сначала смешанные рециклиты выгружаются из транспортного средства для сбора и помещаются на конвейерную ленту, разложенную в один слой. На этом этапе большие куски гофрированного картона и пластиковые пакеты удаляются вручную, так как они могут вызвать застревание в последующем оборудовании. [10]
Затем автоматизированное оборудование, такое как дисковые сита и воздушные классификаторы, разделяет вторсырье по весу, отделяя более легкую бумагу и пластик от более тяжелого стекла и металла. Картон удаляется из смешанной бумаги, а наиболее распространенные типы пластика — ПЭТ (#1) и ПЭВП (#2) — собираются, поэтому эти материалы можно направить в соответствующие каналы сбора. Обычно это делается вручную; но в некоторых сортировочных центрах используются спектроскопические сканеры для различения типов бумаги и пластика на основе поглощенных ими длин волн. [10] Пластики, как правило, несовместимы друг с другом из-за различий в химическом составе ; их полимерные молекулы отталкиваются друг от друга, подобно маслу и воде. [70]
Сильные магниты используются для отделения черных металлов, таких как железо, сталь и консервные банки . Цветные металлы выбрасываются магнитными вихревыми токами : вращающееся магнитное поле индуцирует электрический ток вокруг алюминиевых банок, создавая вихревой ток внутри банок, который отталкивается большим магнитным полем , выбрасывая банки из потока. [10]
Наконец, стекло сортируется по цвету: коричневое, янтарное, зеленое или прозрачное. Его можно сортировать вручную [10] или с помощью машины, которая использует цветные фильтры для определения цвета. Осколки стекла размером менее 10 миллиметров (0,39 дюйма) не могут быть отсортированы автоматически и смешиваются вместе как «стеклянная мелочь». [71]
В 2003 году Департамент окружающей среды Сан-Франциско поставил городскую цель — к 2020 году свести отходы к нулю . [72] Мусоровоз Сан-Франциско Recology управляет эффективным предприятием по сортировке вторсырья, которое помогло городу достичь рекордного уровня переработки отходов на свалки в 80% к 2021 году. [73] Другие американские города, включая Лос-Анджелес, достигли аналогичных показателей.
Хотя многие государственные программы сосредоточены на переработке в домашних условиях, 64% отходов в Соединенном Королевстве генерируется промышленностью. [74] Основное внимание многих программ переработки в промышленности уделяется их экономической эффективности. Повсеместная природа картонной упаковки делает картон распространенным отходом, перерабатываемым компаниями, которые активно занимаются упакованными товарами, такими как розничные магазины , склады и дистрибьюторы товаров. Другие отрасли занимаются нишевыми и специализированными продуктами, в зависимости от отходов, с которыми они работают.
Производители стекла, пиломатериалов, древесной массы и бумаги напрямую работают с перерабатываемыми материалами; однако независимые дилеры шин могут собирать и перерабатывать резиновые покрышки с целью получения прибыли.
Отходы, образующиеся при сжигании угля на угольной электростанции, в США часто называют топливной золой или летучей золой . Это очень полезный материал, который используется в бетонных конструкциях. Он проявляет пуццолановую активность . [75]
Уровень переработки металлов, как правило, низок. В 2010 году Международная группа по ресурсам , организованная Программой ООН по окружающей среде (ЮНЕП), опубликовала отчеты о запасах металлов [76] и темпах их переработки. [76] В нем сообщалось, что рост использования металлов в 20-м и 21-м веках привел к существенному сдвигу запасов металлов из подземных в надземные приложения в обществе. Например, в США потребление меди выросло с 73 до 238 кг на душу населения в период с 1932 по 1999 год.
Авторы отчета отметили, что, поскольку металлы по своей природе подлежат вторичной переработке, запасы металлов в обществе могут служить огромными надземными шахтами (поэтому был придуман термин «городская добыча» [77] ). Однако они обнаружили, что темпы переработки многих металлов низки. Они предупредили, что темпы переработки некоторых редких металлов, используемых в таких приложениях, как мобильные телефоны, аккумуляторные батареи для гибридных автомобилей и топливные элементы, настолько низки, что если темпы переработки в конце срока службы не будут значительно увеличены, эти критически важные металлы станут недоступными для использования в современных технологиях.
Военные перерабатывают некоторые металлы. Программа утилизации кораблей ВМС США использует разборку судов для утилизации стали старых судов. Корабли также могут быть затоплены для создания искусственных рифов . Уран — плотный металл, который по своим качествам превосходит свинец и титан для многих военных и промышленных целей. Уран, оставшийся после переработки в ядерное оружие и топливо для ядерных реакторов , называется обедненным ураном и используется всеми подразделениями вооруженных сил США для разработки таких вещей, как бронебойные снаряды и экранирование.
Строительная отрасль может перерабатывать бетон и старое дорожное покрытие , продавая эти материалы с целью получения прибыли.
Некоторые быстрорастущие отрасли, в частности, отрасли возобновляемой энергетики и солнечной фотоэлектрической технологии , активно разрабатывают политику переработки еще до того, как потоки их отходов достигнут значительного объема, предвосхищая будущий спрос. [78]
Переработка пластика более сложна, поскольку большинство программ не могут достичь необходимого уровня качества. Переработка ПВХ часто приводит к даунсайклингу материала, что означает, что из переработанного материала можно производить только продукцию более низкого стандарта качества.
Электронные отходы являются растущей проблемой, на долю которой приходится 20–50 миллионов метрических тонн отходов в год по данным Агентства по охране окружающей среды . Это также самый быстрорастущий поток отходов в ЕС. [25] Многие переработчики не перерабатывают электронные отходы ответственно. После того, как грузовая баржа Khian Sea сбросила 14 000 метрических тонн токсичной золы в Гаити , была сформирована Базельская конвенция, чтобы остановить поток опасных веществ в более бедные страны. Они создали сертификацию e-Stewards , чтобы гарантировать, что переработчики придерживаются самых высоких стандартов экологической ответственности, и помочь потребителям определить ответственных переработчиков. Она действует наряду с другими известными законами, такими как Директива ЕС об отходах электрического и электронного оборудования и Национальный закон США о переработке компьютеров, чтобы предотвратить попадание ядовитых химикатов в водные пути и атмосферу.
В процессе переработки телевизоры, мониторы, сотовые телефоны и компьютеры обычно проверяются на повторное использование и ремонтируются. Если они сломаны, их можно разобрать на части, которые все еще имеют высокую ценность, если рабочая сила достаточно дешева. Другие электронные отходы измельчаются на куски размером примерно 10 сантиметров (3,9 дюйма) и вручную проверяются для отделения токсичных батарей и конденсаторов , которые содержат ядовитые металлы. Оставшиеся куски дополнительно измельчаются до частиц размером 10 миллиметров (0,39 дюйма) и пропускаются под магнитом для удаления черных металлов. Вихревой ток выталкивает цветные металлы, которые сортируются по плотности либо с помощью центрифуги, либо вибрационных пластин. Драгоценные металлы можно растворить в кислоте, отсортировать и переплавить в слитки. Оставшиеся фракции стекла и пластика разделяются по плотности и продаются переработчикам. Телевизоры и мониторы необходимо вручную разбирать, чтобы удалить свинец из ЭЛТ и ртутную подсветку из ЖК-дисплеев . [79] [80] [81]
Транспортные средства , солнечные панели и ветряные турбины также могут быть переработаны. Они часто содержат редкоземельные элементы (РЗЭ) и/или другие критически важные сырьевые материалы . Для производства электромобилей обычно требуются большие объемы РЗЭ. [82]
Инженер-эколог Филипп Биуикс, архивировано 6 сентября 2021 г. на Wayback Machine, сообщает, что, хотя многие критически важные сырьевые элементы и РЗЭ могут быть восстановлены, переработка индия , галлия , германия , селена и тантала по-прежнему очень сложна, а показатели их переработки очень низки. [82]
Переработка пластика — это процесс извлечения лома или отходов пластика и переработки материала в полезные продукты, иногда совершенно отличающиеся по форме от их первоначального состояния. Например, это может означать расплавление бутылок из-под газированных напитков и последующее литье их в пластиковые стулья и столы. [83] Для некоторых видов пластика один и тот же кусок пластика может быть переработан только около 2–3 раз, прежде чем его качество ухудшится до такой степени, что его больше нельзя будет использовать. [6]
Некоторые виды пластика переплавляются для создания новых пластиковых объектов; например, бутылки из-под воды из ПЭТ могут быть преобразованы в полиэстер, предназначенный для одежды. Недостатком этого типа переработки является то, что молекулярная масса полимера может измениться еще больше, а уровень нежелательных веществ в пластике может увеличиться с каждой переплавкой. [84] [85]
В конце 2019 года на Международную космическую станцию был отправлен коммерческий завод по переработке. Завод принимает пластиковые отходы и ненужные пластиковые детали и физически преобразует их в катушки сырья для аддитивного производства на космической станции, используемого для 3D-печати в космосе . [86]
Для некоторых полимеров возможно преобразовать их обратно в мономеры, например, ПЭТ можно обработать спиртом и катализатором для образования диалкилтерефталата. Диэфир терефталата можно использовать с этиленгликолем для образования нового полиэфирного полимера, что позволяет снова использовать чистый полимер. В 2019 году Eastman Chemical Company объявила об инициативах метанолиза и синтез-газа, предназначенных для обработки большего разнообразия использованных материалов. [87]
Другой процесс включает преобразование различных полимеров в нефть с помощью гораздо менее точного процесса термической деполимеризации . Такой процесс мог бы принять практически любой полимер или смесь полимеров, включая термореактивные материалы, такие как вулканизированные резиновые шины и биополимеры в перьях и других сельскохозяйственных отходах. Как и натуральная нефть, полученные химикаты могут использоваться в качестве топлива или сырья. Завод RESEM Technology [88] такого типа в Карфагене, штат Миссури , США, использует отходы индейки в качестве входного материала. Газификация - это похожий процесс, но технически не является переработкой, поскольку полимеры, скорее всего, не станут результатом. Пиролиз пластика может преобразовывать потоки отходов на основе нефти, такие как пластик, в качественное топливо, углерод. Ниже приведен список подходящего пластикового сырья для пиролиза :
Для того чтобы удовлетворить потребности переработчиков, предоставляя производителям последовательную, единую систему, была разработана система кодирования . Код переработки для пластмасс был введен в 1988 году пластмассовой промышленностью через Общество пластмассовой промышленности . [89] Поскольку муниципальные программы переработки традиционно нацелены на упаковку — в первую очередь бутылки и контейнеры — система кодирования смолы предложила средство идентификации содержания смолы в бутылках и контейнерах, которые обычно встречаются в потоке бытовых отходов. [90]
В Соединенных Штатах пластиковые изделия печатаются с номерами от 1 до 7 в зависимости от типа смолы. Тип 1 ( полиэтилентерефталат ) обычно встречается в бутылках для безалкогольных напитков и воды . Тип 2 ( полиэтилен высокой плотности ) встречается в большинстве твердых пластиков, таких как молочные кувшины , бутылки для стирального порошка и некоторые виды посуды. Тип 3 ( поливинилхлорид ) включает такие предметы, как бутылки для шампуня, занавески для душа, обручи , кредитные карты , оболочку проводов, медицинское оборудование, сайдинг и трубы. Тип 4 ( полиэтилен низкой плотности ) встречается в сумках для покупок, сжимаемых бутылках, сумках-тоут, одежде, мебели и коврах. Тип 5 — это полипропилен , из которого делают бутылки для сиропа, соломинки, пластиковые контейнеры и некоторые автомобильные детали. Тип 6 — это полистирол , из которого делают подносы для мяса, картонные коробки для яиц, контейнеры-ракушки и футляры для компакт-дисков. Тип 7 включает все остальные виды пластика, такие как пуленепробиваемые материалы, 3- и 5-галлонные бутылки для воды, рамки для мобильных телефонов и планшетов, защитные очки и солнцезащитные очки. [91] Наличие кода переработки или логотипа в виде преследующих стрел на материале не является автоматическим показателем того, что материал подлежит переработке, а скорее пояснением того, что это за материал. Типы 1 и 2 являются наиболее часто перерабатываемыми.
Помимо воздействия на окружающую среду, ведутся споры о том, является ли переработка экономически эффективной . Согласно исследованию Совета по защите природных ресурсов , сбор отходов и захоронение на свалках создают менее одного рабочего места на 1000 тонн обработанных отходов; в отличие от этого, сбор, переработка и производство переработанных материалов создают 6–13 или более рабочих мест на 1000 тонн. [95] Согласно Информационному исследованию экономики переработки в США, существует более 50 000 предприятий по переработке, которые создали более миллиона рабочих мест в США. [96] Национальная ассоциация по отходам и переработке (NWRA) сообщила в мае 2015 года, что переработка и отходы принесли экономике 6,7 млрд долларов в Огайо, США, и обеспечили работой 14 000 человек. [97] Экономисты [ кто? ] классифицировали бы этот дополнительный труд как затраты, а не выгоду, поскольку эти работники могли бы быть заняты в другом месте; экономическая эффективность создания этих дополнительных рабочих мест остается неясной. [ необходима цитата ]
Иногда города обнаруживали, что переработка экономит ресурсы по сравнению с другими методами утилизации отходов. Через два года после того, как Нью-Йорк заявил, что реализация программ переработки станет «истощением для города», руководители Нью-Йорка поняли, что эффективная система переработки может сэкономить городу более 20 миллионов долларов. [98] Муниципалитеты часто видят фискальные выгоды от реализации программ переработки, в основном из-за снижения затрат на захоронение отходов . [99] Исследование, проведенное Техническим университетом Дании, по данным журнала The Economist, показало, что в 83 процентах случаев переработка является наиболее эффективным методом утилизации бытовых отходов. [10] [21] Однако оценка, проведенная Датским институтом оценки окружающей среды в 2004 году, пришла к выводу, что сжигание является наиболее эффективным методом утилизации тары для напитков, даже алюминиевой. [100]
Фискальная эффективность отделена от экономической эффективности. Экономический анализ переработки не включает в себя то, что экономисты называют внешними эффектами : неоцененные издержки и выгоды, которые получают люди за пределами частных транзакций [ требуется ссылка ] . Примерами служат меньшее загрязнение воздуха и парниковых газов от сжигания и меньшее вымывание отходов со свалок. Без таких механизмов, как налоги или субсидии, предприятия и потребители, преследующие свою частную выгоду, игнорировали бы внешние эффекты, несмотря на издержки, налагаемые на общество. Если загрязнение свалок и мусоросжигательных заводов регулируется неадекватно, эти методы утилизации отходов кажутся дешевле, чем они есть на самом деле, потому что часть их стоимости — это загрязнение, налагаемое на людей поблизости. Таким образом, сторонники настаивают на принятии законодательства, чтобы увеличить спрос на переработанные материалы. [5] Агентство по охране окружающей среды США (EPA) пришло к выводу в пользу переработки, заявив, что усилия по переработке сократили выбросы углерода в стране на 49 миллионов метрических тонн в 2005 году. [10] В Соединенном Королевстве Программа действий по отходам и ресурсам заявила, что усилия Великобритании по переработке сокращают выбросы CO2 на 10–15 миллионов тонн в год. [10] Вопрос экономической эффективности заключается в том, оправдывает ли это сокращение дополнительные затраты на переработку и , таким образом, делает ли искусственный спрос, создаваемый законодательством, оправданным.
Для того чтобы переработка была экономически целесообразной и экологически эффективной, необходимо выполнить определенные требования. К ним относятся: достаточный источник рециклатов, система извлечения этих рециклатов из потока отходов , близлежащий завод, способный перерабатывать рециклаты, и потенциальный спрос на переработанные продукты. Последние два требования часто упускаются из виду — без промышленного рынка для производства с использованием собранных материалов и потребительского рынка для произведенных товаров переработка неполная и фактически представляет собой только «сбор». [5]
Экономист свободного рынка Джулиан Саймон заметил: «Существует три способа, которыми общество может организовать утилизацию отходов: (a) приказывая, (b) направляя с помощью налогов и субсидий и (c) оставляя это на усмотрение отдельного человека и рынка». Эти принципы, похоже, разделяют сегодняшних экономических мыслителей. [101]
Фрэнк Акерман выступает за высокий уровень вмешательства правительства в предоставление услуг по переработке. Он считает, что выгода от переработки не может быть эффективно измерена традиционной экономикой невмешательства . Аллен Гершковиц поддерживает вмешательство, говоря, что это общественная услуга, равная образованию и охране порядка. Он утверждает, что производители должны брать на себя большую часть бремени утилизации отходов. [101]
Пол Кэлкотт и Маргарет Уоллс выступают за второй вариант. Схема возврата депозита и небольшая плата за мусор будут стимулировать переработку, но не за счет незаконного сброса . Томас К. Киннаман приходит к выводу, что налог на свалки заставит потребителей, компании и советы перерабатывать больше. [101]
Большинство сторонников свободного рынка ненавидят субсидии и вмешательство, утверждая, что они тратят ресурсы. Общий аргумент заключается в том, что если города взимают полную стоимость сбора мусора, частные компании могут с выгодой перерабатывать любые материалы, для которых выгода от переработки превышает стоимость (например, алюминий [102] ), и не перерабатывать другие материалы, для которых выгода меньше стоимости (например, стекло [103] ). Города, с другой стороны, часто перерабатывают, даже когда они не только не получают достаточно для бумаги или пластика, чтобы оплатить его сбор, но и должны фактически платить частным компаниям по переработке, чтобы они забрали его из их рук. [ 102] Терри Андерсон и Дональд Лил считают, что все программы переработки должны управляться частными лицами, и, следовательно, будут работать только в том случае, если деньги, сэкономленные за счет переработки, превышают ее стоимость. Дэниел К. Бенджамин утверждает, что это тратит ресурсы людей и снижает благосостояние населения. [101] Он отмечает, что переработка может обойтись городу более чем в два раза дороже, чем захоронение отходов, что в Соединенных Штатах свалки настолько жестко регулируются, что их воздействие на загрязнение незначительно, и что процесс переработки также создает загрязнение и потребляет энергию, которая может быть или не быть меньше, чем при первичном производстве. [104]
Некоторые страны торгуют необработанными вторичными отходами. Некоторые жалуются, что окончательная судьба вторичных отходов, проданных в другую страну, неизвестна, и они могут оказаться на свалках вместо того, чтобы быть переработанными. Согласно одному отчету, в Америке 50–80 процентов компьютеров, предназначенных для переработки, на самом деле не перерабатываются. [105] [106] Имеются сообщения о том, что нелегальный импорт отходов в Китай разбирается и перерабатывается исключительно ради денежной выгоды, без учета здоровья рабочих или ущерба окружающей среде. Хотя китайское правительство запретило эту практику, оно не смогло искоренить ее. [107] В 2008 году цены на перерабатываемые отходы резко упали, прежде чем снова подняться в 2009 году. Средняя цена на картон составляла около 53 фунтов стерлингов за тонну с 2004 по 2008 год, упала до 19 фунтов стерлингов за тонну, а затем выросла до 59 фунтов стерлингов за тонну в мае 2009 года. Средняя цена на ПЭТ-пластик составляла около 156 фунтов стерлингов за тонну, упала до 75 фунтов стерлингов за тонну, а затем выросла до 195 фунтов стерлингов за тонну в мае 2009 года. [108]
В некоторых регионах возникают трудности с использованием или экспортом такого количества материала, которое они перерабатывают. Эта проблема наиболее распространена в отношении стекла: и Великобритания, и США импортируют большие объемы вина, разлитого в зеленое стекло. Хотя большая часть этого стекла отправляется на переработку, за пределами американского Среднего Запада не производится достаточно вина, чтобы использовать весь переработанный материал. Излишки должны быть переработаны в строительные материалы или повторно включены в обычный поток отходов. [5] [10]
Аналогично, северо-запад США испытывает трудности с поиском рынков для переработанной газеты, учитывая большое количество целлюлозных заводов в регионе, а также близость к азиатским рынкам. В других районах США, однако, спрос на использованную газетную бумагу сильно колебался. [5]
В некоторых штатах США программа RecycleBank платит людям за переработку, получая деньги от местных муниципалитетов за сокращение места на свалке, которое необходимо покупать. Она использует однопоточный процесс, в котором весь материал автоматически сортируется. [109]
Критики оспаривают чистые экономические и экологические выгоды переработки по сравнению с ее затратами и предполагают, что сторонники переработки часто усугубляют ситуацию и страдают от предвзятости подтверждения . В частности, критики утверждают, что затраты и энергия, используемые при сборе и транспортировке, уменьшают (и перевешивают) затраты и энергию, сэкономленную в процессе производства; также что рабочие места, созданные в отрасли переработки, могут быть плохой заменой рабочих мест, потерянных в лесозаготовках, горнодобывающей промышленности и других отраслях, связанных с производством; и что такие материалы, как бумажная масса, могут быть переработаны только несколько раз, прежде чем деградация материала сделает невозможной дальнейшую переработку. [110]
Журналист Джон Тирни отмечает, что для муниципалитетов, как правило, переработка отходов домохозяйств обходится дороже, чем их отправка на свалку, и что «переработка отходов может быть самым расточительным видом деятельности в современной Америке». [111]
Большая часть трудностей, присущих переработке, возникает из-за того, что большинство продуктов не разрабатываются с учетом переработки. Концепция устойчивого дизайна направлена на решение этой проблемы и была изложена в книге 2002 года « Cradle to Cradle: Remaking the Way We Make Things» архитектора Уильяма Макдоноу и химика Майкла Браунгарта . [112] Они предполагают, что каждый продукт (и вся необходимая ему упаковка) должен иметь полный «замкнутый» цикл, запланированный для каждого компонента — способ, при котором каждый компонент либо возвращается в естественную экосистему через биодеградацию , либо перерабатывается бесконечно. [10] [113]
Полная переработка невозможна с практической точки зрения. Подводя итог, можно сказать, что стратегии замещения и переработки только задерживают истощение невозобновляемых запасов и, следовательно, могут выиграть время при переходе к истинной или сильной устойчивости , которая в конечном итоге гарантируется только в экономике, основанной на возобновляемых ресурсах. [114] : 21
— М. Х. Хюземанн, 2003 г.
В то время как переработка отвлекает отходы от прямого попадания на свалки, текущая переработка пропускает дисперсные компоненты. Критики считают, что полная переработка нецелесообразна, поскольку сильно дисперсные отходы становятся настолько разбавленными, что энергия, необходимая для их восстановления, становится все более избыточной.
Как и в случае с экономикой окружающей среды , необходимо позаботиться о том, чтобы обеспечить полное представление о затратах и выгодах. Например, картонная упаковка для пищевых продуктов легче перерабатывается, чем большинство пластиковых, но ее тяжелее перевозить, и она может привести к большему количеству отходов из-за порчи. [115]
Количество энергии, сэкономленной за счет переработки, зависит от перерабатываемого материала и типа используемого учета энергии. Правильный учет этой сэкономленной энергии может быть выполнен с помощью анализа жизненного цикла с использованием реальных значений энергии, а также эксергии , которая является мерой того, сколько полезной энергии может быть использовано. В целом, для производства единицы массы переработанных материалов требуется гораздо меньше энергии, чем для производства той же массы первичных материалов. [116] [117] [118]
Некоторые ученые используют анализ аварийных ситуаций (пишется с буквой «м»), например, бюджеты для количества энергии одного вида (эксергии), которое требуется для создания или преобразования вещей в другой вид продукта или услуги. Расчеты аварийных ситуаций учитывают экономику, которая может изменить результаты, основанные на чистой физике. Используя анализ жизненного цикла аварийных ситуаций, исследователи пришли к выводу, что материалы с большими затратами на переработку имеют наибольший потенциал для высоких выгод от переработки. Более того, самая высокая эффективность аварийных ситуаций достигается в системах, ориентированных на переработку материалов, где материалы проектируются для переработки обратно в их первоначальную форму и назначение, за которыми следуют адаптивные системы повторного использования, где материалы перерабатываются в другой вид продукта, а затем системы повторного использования побочных продуктов, где части продуктов используются для производства совершенно другого продукта. [119]
Управление по энергетической информации (EIA) заявляет на своем веб-сайте, что «бумажная фабрика использует на 40 процентов меньше энергии для производства бумаги из переработанной бумаги, чем для производства бумаги из свежей древесины». [120] Некоторые критики утверждают, что для производства переработанной продукции требуется больше энергии, чем для ее утилизации традиционными методами захоронения, поскольку для сбора вторсырья на обочине дороги часто требуется второй мусоровоз. Однако сторонники переработки отмечают, что второй лесовоз или лесовоз исключается при сборе бумаги для переработки, поэтому чистое потребление энергии остается прежним. Анализ жизненного цикла чрезвычайной ситуации по переработке показал, что летучая зола, алюминий, переработанный бетонный заполнитель, переработанный пластик и сталь дают более высокие коэффициенты эффективности, тогда как переработка древесины дает самый низкий коэффициент выгоды от переработки. Следовательно, конкретная природа процесса переработки, методы, используемые для анализа процесса, и вовлеченные продукты влияют на бюджеты экономии энергии. [119]
Трудно определить количество энергии, потребляемой или производимой в процессах утилизации отходов в более широком экологическом плане, где причинно-следственные связи рассеиваются в сложных сетях потоков материалов и энергии.
[Города] не следуют всем стратегиям развития экосистем. Биогеохимические пути становятся довольно прямыми относительно диких экосистем, с уменьшенной переработкой, что приводит к большим потокам отходов и низкой общей энергоэффективности. Напротив, в диких экосистемах отходы одной популяции являются ресурсами другой популяции, и сукцессия приводит к эффективной эксплуатации имеющихся ресурсов. Однако даже модернизированные города могут все еще находиться на самых ранних стадиях сукцессии, которая может занять столетия или тысячелетия. [121] : 720
Сколько энергии используется при переработке, также зависит от типа перерабатываемого материала и процесса, используемого для этого. Общепризнано, что алюминий потребляет гораздо меньше энергии при переработке, чем при производстве с нуля. Агентство по охране окружающей среды заявляет, что «переработка алюминиевых банок, например, экономит 95 процентов энергии, необходимой для производства того же количества алюминия из его первичного источника, бокситов ». [122] [123] В 2009 году более половины всех произведенных алюминиевых банок были изготовлены из переработанного алюминия. [124] Аналогичным образом, было подсчитано, что новая сталь, произведенная из переработанных банок, сокращает выбросы парниковых газов на 75%. [125]
Каждый год миллионы тонн материалов добываются из земной коры и перерабатываются в потребительские и капитальные товары. Спустя десятилетия или столетия большинство этих материалов «теряются». За исключением некоторых произведений искусства или религиозных реликвий, они больше не участвуют в процессе потребления. Где они? Переработка является лишь промежуточным решением для таких материалов, хотя она и продлевает время пребывания в антропосфере. Однако по термодинамическим причинам переработка не может предотвратить окончательную потребность в конечном поглотителе. [126] : 1
— П. Х. Бруннер
Экономист Стивен Ландсбург предположил, что единственная выгода от сокращения площади свалок перекрывается необходимой энергией и возникающим в результате этого загрязнением в процессе переработки. [127] Другие, однако, подсчитали с помощью оценки жизненного цикла, что производство переработанной бумаги требует меньше энергии и воды, чем сбор, варка, обработка и транспортировка девственных деревьев. [128] Когда используется меньше переработанной бумаги, требуется дополнительная энергия для создания и поддержания сельскохозяйственных лесов, пока эти леса не станут такими же самодостаточными, как девственные леса.
Другие исследования показали, что переработка сама по себе неэффективна для выполнения «разрыва» экономического развития от истощения невозобновляемого сырья, что необходимо для устойчивого развития. [129] Международная транспортировка или потоки перерабатываемых материалов через «... различные торговые сети трех стран приводят к различным потокам, темпам распада и потенциальной отдаче от переработки». [130] : 1 По мере роста мирового потребления природных ресурсов их истощение неизбежно. Лучшее, что может сделать переработка, — это отложить; полное закрытие материальных циклов для достижения 100-процентной переработки невозобновляемых ресурсов невозможно, поскольку микроследовые материалы рассеиваются в окружающей среде, нанося серьезный ущерб экосистемам планеты. [131] [132] [133] Исторически это было определено как метаболический разрыв Карлом Марксом , который определил неравный обменный курс между энергией и питательными веществами, текущими из сельских районов для питания городских городов, которые создают сточные отходы, ухудшающие экологический капитал планеты, такие как потеря производства питательных веществ в почве. [134] [135] Энергосбережение также приводит к так называемому парадоксу Джевона , когда повышение энергоэффективности снижает себестоимость продукции и приводит к эффекту отскока, когда темпы потребления и экономического роста увеличиваются. [133] [136]
Сумма денег, фактически сэкономленная за счет переработки, зависит от эффективности программы переработки, используемой для этого. Институт местного самоуправления утверждает, что стоимость переработки зависит от различных факторов, таких как плата за захоронение отходов и объем утилизации, которую перерабатывает сообщество. Он утверждает, что сообщества начинают экономить деньги, когда они относятся к переработке как к замене своей традиционной системы отходов, а не как к дополнению к ней, и «перепроектируют свои графики сбора и/или грузовики». [137]
В некоторых случаях стоимость перерабатываемых материалов также превышает стоимость сырья. Первичная пластиковая смола стоит на 40 процентов меньше, чем переработанная смола. [120] Кроме того, исследование Агентства по охране окружающей среды США (EPA), отслеживавшее цену прозрачного стекла с 15 июля по 2 августа 1991 года, показало, что средняя стоимость за тонну колебалась от 40 до 60 долларов США [138], в то время как отчет USGS показывает, что стоимость за тонну сырого кварцевого песка с 1993 по 1997 год упала между 17,33 и 18,10 долларов США [139]
Сравнение рыночной стоимости перерабатываемого материала со стоимостью нового сырья игнорирует экономические внешние эффекты — расходы, которые в настоящее время не учитываются рынком. Создание нового куска пластика, например, может вызвать большее загрязнение и быть менее устойчивым, чем переработка аналогичного куска пластика, но эти факторы не учитываются в рыночной стоимости. Оценка жизненного цикла может использоваться для определения уровней внешних эффектов и решения о том, может ли переработка быть целесообразной, несмотря на неблагоприятные рыночные издержки. В качестве альтернативы, правовые средства (например, налог на выбросы углерода ) могут использоваться для привлечения внешних эффектов на рынок, так что рыночная стоимость материала становится близкой к истинной стоимости.
Переработка отходов электрического и электронного оборудования может привести к значительному загрязнению. Эта проблема особенно актуальна в Индии и Китае. Неформальная переработка в теневой экономике этих стран привела к экологической и медицинской катастрофе. Высокие уровни свинца (Pb), полибромированных дифенилэфиров (PBDE), полихлорированных диоксинов и фуранов , а также полибромированных диоксинов и фуранов (PCDD/Fs и PBDD/Fs), концентрируются в воздухе, зольном остатке , пыли, почве, воде и отложениях в районах, окружающих места переработки. [140] Эти материалы могут сделать рабочие места вредными для самих рабочих и окружающей среды.
В некоторых странах переработкой занимаются предприимчивые бедняки, такие как карунг-гуни , заббалин , старьевщик , сборщик мусора и мусорщик . С созданием крупных организаций по переработке, которые могут быть прибыльными, либо по закону, либо за счет экономии масштаба , [141] [142] бедные с большей вероятностью будут вытеснены с рынка труда в сфере переработки и восстановления . Чтобы компенсировать эту потерю дохода, обществу может потребоваться создание дополнительных форм социальных программ для поддержки бедных. [143] Как и в притче о разбитом окне , есть чистые потери для бедных и, возможно, для всего общества, чтобы сделать переработку искусственно прибыльной, например, через закон. Однако в Бразилии и Аргентине сборщики мусора/неофициальные переработчики работают вместе с властями, в полностью или частично финансируемых кооперативах, что позволяет легитимировать неофициальную переработку как оплачиваемую работу в государственном секторе. [144]
Поскольку социальная поддержка страны, скорее всего, будет меньше, чем потеря дохода для бедных, занимающихся переработкой, у бедных больше шансов вступить в конфликт с крупными организациями по переработке. [145] [146] Это означает, что меньше людей могут решить, являются ли определенные отходы более экономически повторно используемыми в их нынешнем виде, чем перерабатываться. В отличие от перерабатывающих бедных, эффективность их переработки может быть на самом деле выше для некоторых материалов, потому что люди имеют больший контроль над тем, что считается «отходами». [143]
Одним из трудоемких недоиспользуемых отходов являются электронные и компьютерные отходы. Поскольку эти отходы все еще могут быть функциональными и востребованными в основном теми, у кого низкие доходы, кто может продавать или использовать их с большей эффективностью, чем крупные переработчики.
Некоторые сторонники переработки считают, что невмешательство индивидуальной переработки не покрывает всех потребностей общества в переработке. Таким образом, это не отрицает необходимость организованной программы переработки. [143] Местное правительство может рассматривать деятельность бедных, занимающихся переработкой, как способствующую разрушению имущества.
.jpg/1280px-Municipal_recycling_facilities,_Montgomery_County,_MD._2007,_Credit_USEPA_(14410405277).jpg)
Изменения, которые, как было продемонстрировано, увеличивают показатели переработки, включают:
В исследовании, проведенном социальным психологом Шоном Берном [147], было обнаружено, что личный контакт с людьми в районе является наиболее эффективным способом увеличения переработки в сообществе. В своем исследовании она попросила 10 лидеров кварталов поговорить со своими соседями и убедить их заняться переработкой. Группе сравнения были отправлены листовки, пропагандирующие переработку. Было обнаружено, что соседи, с которыми лично связывались лидеры кварталов, перерабатывали гораздо больше, чем группа без личного контакта. В результате этого исследования Шон Берн полагает, что личный контакт в небольшой группе людей является важным фактором в поощрении переработки. Другое исследование, проведенное Стюартом Оскампом [148], изучает влияние соседей и друзей на переработку. В его исследованиях было обнаружено, что люди, у которых были друзья и соседи, которые занимались переработкой, с гораздо большей вероятностью также занимались переработкой, чем те, у кого не было друзей и соседей, которые занимались переработкой.
Многие школы создали клубы по повышению осведомленности о переработке, чтобы дать молодым ученикам представление о переработке. Эти школы считают, что клубы на самом деле поощряют учеников заниматься переработкой не только в школе, но и дома.
Переработка металлов сильно различается в зависимости от типа. Титан и свинец имеют чрезвычайно высокие показатели переработки - более 90%. Медь и кобальт имеют высокие показатели переработки - около 75%. Только около половины алюминия перерабатывается. Большинство остальных металлов имеют показатели переработки ниже 35%, в то время как 34 типа металлов имеют показатели переработки ниже 1%. [149]
«В период с 1960 по 2000 год мировое производство пластиковых смол увеличилось в 25 раз по сравнению с первоначальным объемом, в то время как восстановление материала оставалось ниже 5 процентов». [150] : 131 Во многих исследованиях рассматривалось поведение в области переработки и стратегии поощрения участия сообщества в программах переработки. Утверждалось [151] , что поведение в области переработки не является естественным, поскольку оно требует сосредоточенности и понимания долгосрочного планирования, в то время как люди эволюционировали, чтобы быть чувствительными к краткосрочным целям выживания; и что для преодоления этой врожденной предрасположенности лучшим решением было бы использовать социальное давление, чтобы заставить участвовать в программах переработки. Однако недавние исследования пришли к выводу, что социальное давление не работает в этом контексте. [152] Одной из причин этого является то, что социальное давление хорошо работает в небольших группах размером от 50 до 150 человек (обычно для кочевых народов охотников-собирателей), но не в сообществах, насчитывающих миллионы, как мы видим сегодня. Другая причина заключается в том, что индивидуальная переработка не происходит на виду у общественности.
После того, как возросла популярность отправки вторсырья на те же свалки, что и мусора, некоторые люди продолжили выбрасывать вторсырье в контейнер для вторсырья. [153]
_taking_action_on_climate_through_waste_minimisation_and_recycling.png/1280px-Share_of_firms_(in_%)_taking_action_on_climate_through_waste_minimisation_and_recycling.png)
Предметы искусства все чаще изготавливаются из переработанных материалов.
Продлевая срок службы товаров, деталей и материалов, экономика замкнутого цикла стремится минимизировать отходы и максимально использовать ресурсы. [154] Современные методы сортировки, такие как оптическая и роботизированная сортировка, могут отделять и извлекать ценные материалы из потоков отходов, снижая потребность в первичных ресурсах и ускоряя переход к экономике замкнутого цикла.
Взаимодействие с общественностью, например, образовательные и просветительские кампании, могут способствовать принятию программ переработки и повторного использования и поощрять использование устойчивых методов. Можно уменьшить наше влияние на окружающую среду, сохранить природные ресурсы и создать экономические возможности, приняв круговую экономику с использованием передовых технологий сортировки и вовлечения общественности. По мнению Мелати и др. [155], для успешного перехода к круговой экономике законодательные и нормативные рамки должны поощрять устойчивые методы, одновременно устраняя возможные препятствия и трудности при реализации этих идей.
{{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка ){{cite web}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка ){{cite web}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка ){{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
