,_OWID.svg/1280px-Municipal_waste_recycling_rate_(%),_OWID.svg.png)
Переработка — это процесс преобразования отходов в новые материалы и предметы. Это понятие часто включает в себя рекуперацию энергии из отходов . Пригодность материала к вторичной переработке зависит от его способности вновь приобретать свойства, которые он имел в исходном состоянии. [1] Это альтернатива «традиционной» утилизации отходов, которая может сэкономить материал и помочь снизить выбросы парниковых газов . Это также может предотвратить растрату потенциально полезных материалов и сократить потребление свежего сырья, сокращая потребление энергии, загрязнение воздуха (при сжигании отходов ) и загрязнение воды (при захоронении мусора ).
Переработка является ключевым компонентом современного сокращения отходов и третьим компонентом иерархии отходов « Сокращение , повторное использование и переработка» . [2] [3] Это способствует экологической устойчивости за счет удаления сырья и перенаправления отходов в экономическую систему. [4] Существуют некоторые стандарты ISO , связанные с переработкой отходов, такие как ISO 15270:2008 для пластиковых отходов и ISO 14001 :2015 для экологического контроля практики переработки.
К перерабатываемым материалам относятся 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 являются формой переработки. [5] Материалы для переработки либо доставляются в бытовой центр переработки, либо собираются из мусорных баков, затем сортируются, очищаются и перерабатываются в новые материалы для производства новой продукции.
В идеале при переработке материала получается новый запас того же материала — например, использованная офисная бумага будет преобразована в новую офисную бумагу, а использованный пенополистирол — в новый полистирол. Некоторые типы материалов, например металлические банки , можно повторно перерабатывать без потери их чистоты. [6] С другими материалами это зачастую сложно или слишком дорого (по сравнению с производством того же продукта из сырья или других источников), поэтому «переработка» многих продуктов и материалов предполагает их повторное использование в производстве разных материалов (например, картона) . ). Другой формой переработки является утилизация составляющих материалов из сложных продуктов либо из-за их внутренней ценности (например, свинец из автомобильных аккумуляторов и золото из печатных плат ), либо из-за их опасного характера (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 зарегистрированы еще у Платона в четвертом веке до нашей эры. [7] Археологические исследования древних свалок мусора показывают, что в периоды нехватки ресурсов было меньше бытовых отходов (таких как зола, сломанные инструменты и керамика), а это означает, что больше отходов было переработано вместо нового материала. [8] Однако археологические артефакты , изготовленные из перерабатываемого материала, такого как стекло или металл, могут не быть ни оригинальным объектом, ни напоминать его, в результате чего успешная древняя экономика переработки отходов может стать невидимой, когда переработка является синонимом переплавки, а не переплавки. повторное использование. [9]
Есть свидетельства того, что в доиндустриальные времена лом бронзы и других металлов собирали в Европе и переплавляли для постоянного повторного использования. [10] Впервые переработка бумаги была зафиксирована в 1031 году, когда японские магазины продавали макулатурную бумагу. [11] [12] В Великобритании пыль и зола от лесных и угольных пожаров собирались « мусорщиками » и перерабатывались в качестве основного материала для изготовления кирпича. Эти формы переработки были обусловлены экономической выгодой получения переработанных материалов вместо первичного материала, а также необходимостью вывоза мусора во все более густонаселенных районах. [8] В 1813 году Бенджамин Лоу разработал процесс превращения тряпья в « дрянную » и « мунго » шерсть в Бэтли, Йоркшир, который сочетал переработанные волокна с натуральной шерстью . [13] Дрянная промышленность Западного Йоркшира в таких городах, как Бэтли и Дьюсбери, существовала с начала 19 века, по крайней мере, до 1914 года.
Индустриализация стимулировала спрос на доступные материалы. Помимо тряпья, желанным спросом пользовался лом черных металлов, поскольку его было дешевле приобретать, 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 второстепенные товары собирались, обрабатывались и продавались разносчиками, которые прочесывали свалки и городские улицы в поисках выброшенной техники, кастрюль, сковородок и других источников металла. К началу Первой мировой войны тысячи таких торговцев бродили по улицам американских городов, используя рыночные силы для переработки отходов потребления в промышленное производство. [14]
Производители бутылок для напитков, в том числе Schweppes , [15] начали предлагать возвращаемые депозиты для переработки в Великобритании и Ирландии примерно в 1800 году. Официальная система переработки с возвращаемыми депозитами для бутылок была создана в Швеции в 1884 году, а для алюминиевых банок для напитков - в 1982 году; это привело к тому, что уровень переработки составил 84–99%, в зависимости от типа. (Стеклянные бутылки можно наполнять примерно 20 раз. [16] )
Новые химические производства, созданные в конце 19-го века, одновременно изобрели новые материалы (например, бакелит в 1907 году) и пообещали превратить бесполезные материалы в ценные. Как известно, невозможно сделать шелковый кошелек из свиных ушей — до тех пор, пока американская фирма Артур Д. Литтл не опубликовала в 1921 году «О изготовлении шелковых кошельков из свиных ушей», ее исследование доказывало, что, когда «химия надевает комбинезон и получает вплоть до бизнеса [...] появляются новые ценности. Открываются новые и лучшие пути для достижения желаемых целей». [17]
Переработка – или «утилизация», как ее 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] Нехватка ресурсов, вызванная мировыми войнами и другими событиями, меняющими мир, значительно способствовала вторичной переработке отходов. [19] [18] Большинству домов стало необходимо перерабатывать отходы, что позволило людям максимально использовать то, что было доступно. Переработка бытовых материалов также означала, что осталось больше ресурсов для военных действий. [18] Массовые правительственные кампании, такие как Национальная кампания спасения в Великобритании и кампания Спасения 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 отходов были сделаны в 1970-х годах из-за роста цен на электроэнергию. [20] Переработка алюминия использует только 5% энергии первичного производства. Стекло, бумага и другие металлы при переработке обеспечивают менее существенную, но значительную экономию энергии. [21]
Хотя бытовая электроника была популярна с 1920-х годов, о ее переработке почти не слышали до начала 1991 года. [22] Первая схема переработки электронных отходов была реализована в Швейцарии, начиная со сбора старых холодильников, а затем распространившись на все устройства. [23] Когда были созданы эти программы, многие страны не смогли справиться с огромным количеством электронных отходов или их опасным характером и начали экспортировать проблему в развивающиеся страны без соблюдения природоохранного законодательства. (Например, переработка компьютерных мониторов в США обходится в 10 раз дороже, чем в Китае.) Спрос на электронные отходы в Азии начал расти, когда свалки обнаружили, что из них можно извлечь ценные вещества, такие как медь, серебро, железо, кремний, никель и золото в процессе переработки. [24] В 2000-е годы 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 средства, чтобы справиться с наплывом людей, особенно после того, как в 2003 году были приняты строгие законы. [26]
По состоянию на 2014 год на долю Европейского Союза приходилось около 50% мировой доли отраслей по переработке и переработке отходов: в более чем 60 000 компаниях работало 500 000 человек, а оборот составлял 24 миллиарда евро. [27] Страны ЕС обязаны достичь уровня переработки отходов не менее 50%; в ведущих странах уже находится на отметке 65%. Общий средний показатель по ЕС составил 39% в 2013 году [28] и неуклонно растет, до 45% в 2015 году. [29] [30]
В 2015 году Генеральная Ассамблея ООН установила 17 целей устойчивого развития . Цель 12 « Ответственное потребление и производство » определяет 11 задач «обеспечения устойчивых моделей потребления и производства». [31] Пятая цель, Задача 12.5 , определена как существенное сокращение образования отходов к 2030 году, о чем свидетельствует Национальный уровень переработки отходов.
В 2018 году изменения в отрасли переработки отходов спровоцировали глобальный «кризис». 31 декабря 2017 года Китай объявил о своей политике « Национального меча », устанавливая новые стандарты импорта перерабатываемых материалов и запрещая материалы, которые считаются слишком «грязными» или «опасными». Новая политика вызвала резкие перебои на мировом рынке вторичной переработки и снизила цены на пластиковый лом и низкосортную бумагу. Экспорт вторсырья из стран «Большой семерки» в Китай резко сократился, при этом многие из них переместились в страны Юго-Восточной Азии. Это вызвало серьезную озабоченность по поводу практики переработки отходов и экологической устойчивости . Резкий сдвиг заставил страны принимать больше материалов, чем они могли переработать, и поднял фундаментальные вопросы об отправке отходов из развитых стран в страны с небольшим количеством экологических норм – практика, которая существовала до кризиса. [32]
По данным ВОЗ (2023 г.): «Ежегодно миллионы электрических и электронных устройств выбрасываются… представляют угрозу для окружающей среды и здоровья человека, если их не обрабатывать, не утилизировать и не перерабатывать надлежащим образом. Обычные предметы... включая компьютеры... электронные отходы перерабатываются с использованием экологически вредных методов и, скорее всего, хранятся в домах и на складах, выбрасываются, экспортируются или перерабатываются в худших условиях. Когда электронные отходы обрабатываются с использованием низших видов деятельности, они могут выделять до 1000 различных химических веществ... включая вредные нейротоксиканты , такие как свинец ». [33]
Экономист Стивен Ландсбург , автор статьи под названием «Почему я не защитник окружающей среды», [34] утверждал, что переработка бумаги фактически сокращает популяцию деревьев. Он утверждает, что, поскольку у бумажных компаний есть стимулы для пополнения своих лесов, большой спрос на бумагу приводит к образованию больших лесов, а снижение спроса на бумагу приводит к уменьшению количества «обрабатываемых» лесов. [35]
Когда лесозаготовительные компании вырубают деревья, на их месте сажают новые; однако такие культивируемые леса уступают естественным лесам по ряду показателей. Фермерские леса не способны восстанавливать почву так быстро, как естественные леса. Это может вызвать широкомасштабную эрозию почвы и часто требует большого количества удобрений для поддержания почвы, при этом в ней содержится мало биоразнообразия деревьев и дикой природы по сравнению с девственными лесами. [36] Кроме того, новые посаженные деревья не такие большие, как деревья, которые были срублены, и аргумент о том, что будет «больше деревьев», не является убедительным для защитников лесного хозяйства, когда они подсчитывают саженцы.
В частности, древесину тропических лесов редко заготавливают для производства бумаги из-за ее неоднородности. [37] По данным секретариата Рамочной конвенции Организации Объединенных Наций об изменении климата , основной прямой причиной вырубки лесов является натуральное сельское хозяйство (48% вырубки лесов) и коммерческое сельское хозяйство (32%), которое связано с производством продуктов питания, а не бумаги. [38]
Другие нетрадиционные методы переработки материалов, такие как системы переработки отходов в энергию (WTE), в недавнем прошлом привлекли повышенное внимание из-за поляризующего характера их выбросов. Хотя многие считают эту технологию экологически безопасным методом получения энергии из сырьевых отходов, другие приводят многочисленные объяснения того, почему эта технология не получила глобального распространения. [39]
Для того чтобы программа переработки работала, решающее значение имеет наличие больших и стабильных поставок перерабатываемого материала. Для создания таких поставок были использованы три законодательных варианта: обязательный сбор вторичной переработки, закон о хранении контейнеров и запрет на вывоз мусора. Законы об обязательном сборе устанавливают для городов цели по переработке отходов, обычно в форме того, что определенный процент материала должен быть удален из городского потока отходов к установленной дате. Город несет ответственность за достижение этой цели. [5]
Законодательство о залоге контейнеров требует возврата денег за возврат определенных контейнеров — обычно стеклянных, пластиковых и металлических. При покупке продукта в таком контейнере добавляется небольшая надбавка, которую потребитель может получить при возврате контейнера в пункт сбора. Этим программам удалось добиться среднего уровня переработки отходов на уровне 80%. [40] Несмотря на такие хорошие результаты, перенос затрат по сбору отходов с местных органов власти на промышленность и потребителей вызвал сильное сопротивление 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 затраты переработчиков. [41]
Альтернативный способ увеличить поставки вторсырья — запретить утилизацию определенных материалов в качестве отходов, часто включая отработанное масло , старые батареи, шины и садовые отходы. Это может создать жизнеспособную экономику для правильной утилизации продуктов. Необходимо позаботиться о том, чтобы существовало достаточное количество услуг по переработке отходов для удовлетворения поставок, иначе такие запреты могут привести к увеличению незаконных свалок . [5]
Для увеличения и поддержания спроса на переработанные материалы также использовались четыре формы законодательства: требования к минимальному содержанию переработанных материалов, коэффициенты использования, политика закупок и маркировка переработанных продуктов . [5]
Как минимальные требования к переработке материалов, так и коэффициенты использования увеличивают спрос, вынуждая производителей включать переработку в свою деятельность. В требованиях к содержанию указано, что определенный процент нового продукта должен состоять из переработанного материала. Коэффициенты использования являются более гибким вариантом: предприятия могут достичь своих целей по переработке отходов на любом этапе своей деятельности или даже заключить контракт на переработку в обмен на коммерческие кредиты. Противники этих методов ссылаются на значительное увеличение требований к отчетности и утверждают, что они лишают отрасль гибкости. [5] [42]
Правительства использовали свою покупательную способность для увеличения спроса на переработку посредством «политики закупок». Эта политика либо является «отложенной», которая резервирует определенную сумму расходов на переработанную продукцию; или программы «ценовых предпочтений», которые предусматривают 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 масла, бумаги, шин и строительной изоляции из переработанных или переработанных источников, когда это возможно. [5]
Последним государственным постановлением, направленным на увеличение спроса, является маркировка продуктов, переработанных из вторичного сырья. Когда производители обязаны маркировать свою упаковку с указанием количества содержащегося в ней переработанного материала (включая саму упаковку), потребители могут сделать более осознанный выбор. Потребители с достаточной покупательной способностью могут выбирать более экологически безопасные варианты, что побуждает производителей увеличивать количество переработанных материалов в своей продукции и увеличивать спрос. Стандартизированная маркировка вторичной переработки также может оказать положительное влияние на поставку вторсырья, если она указывает, как и где продукт может быть переработан. [5]
«Вторсырье» — это сырье, отправляемое и перерабатываемое на заводе по переработке отходов или предприятии по вторичной переработке материалов [43] , чтобы его можно было использовать в производстве новых материалов и продуктов. Например, из пластиковых бутылок можно производить пластиковые гранулы и синтетические ткани. [44]
Качество вторсырья является одной из основных проблем для успеха долгосрочной концепции «зеленой» экономики и достижения нулевых отходов. Обычно это относится к тому, какая часть материала состоит из целевого материала по сравнению с нецелевым материалом и другим материалом, не подлежащим вторичной переработке. [45] Сталь и другие металлы имеют более высокое качество вторичной переработки; по оценкам, две трети всей новой стали производится из переработанной стали. [46] Вероятно, переработке подлежит только целевой материал, поэтому большее количество нецелевых и неперерабатываемых материалов может уменьшить количество переработанных продуктов. [45] Высокая доля нецелевого и неперерабатываемого материала может затруднить достижение «качественной» переработки; а если переработанный материал имеет низкое качество, он, скорее всего, будет переработан или, в более крайних случаях, отправлен на другие варианты утилизации или выброшен на свалку . [45] Например, чтобы облегчить восстановление изделий из прозрачного стекла, существуют жесткие ограничения на использование цветного стекла в процессе переплавки. Другим примером является вторичная переработка пластика, когда такие продукты, как пластиковая упаковка для пищевых продуктов, часто перерабатываются в продукцию более низкого качества и не перерабатываются в ту же пластиковую упаковку для пищевых продуктов.
Качество вторичного сырья не только способствует высококачественной переработке, но также может принести значительную пользу для окружающей среды за счет сокращения, повторного использования и предотвращения попадания продуктов на свалки. [45] Высококачественная переработка может способствовать экономическому росту за счет максимизации ценности отходов. [45] Более высокий уровень доходов от продажи качественного вторичного сырья может принести значительную пользу местным органам власти, домохозяйствам и предприятиям. [45] Стремление к высококачественной вторичной переработке может также повысить доверие потребителей и бизнеса к сектору управления отходами и ресурсами, а также может стимулировать инвестиции в него.
В цепочке поставок вторичной переработки существует множество действий, каждое из которых может повлиять на качество вторичной переработки. [47] Производители отходов, которые помещают нецелевые и неперерабатываемые отходы в пункты сбора вторичной переработки, могут повлиять на качество конечных потоков вторичной переработки и потребовать дополнительных усилий по выбрасыванию этих материалов на более поздних этапах процесса переработки. [47] Различные системы сбора могут вызывать разные уровни загрязнения. Когда несколько материалов собираются вместе, требуются дополнительные усилия для их сортировки в отдельные потоки, что может значительно снизить качество конечной продукции. [47] Транспортировка и уплотнение материалов также могут усложнить задачу. Несмотря на улучшение технологии и качества вторсырья, сортировочные мощности по-прежнему не на 100% эффективны в разделении материалов. [47] Хранение материалов на открытом воздухе, где они могут намокнуть, также может вызвать проблемы для переработчиков. Для удовлетворительного сокращения количества нецелевого и неперерабатываемого материала могут потребоваться дальнейшие этапы сортировки. [47]
План действий Шотландии по обеспечению качества вторичной переработки предлагает ряд действий, которые правительство Шотландии хочет предпринять для повышения качества материалов, собираемых для переработки и сортируемых на предприятиях по вторичной переработке, прежде чем они будут экспортированы или проданы на рынке переработки. [47] Его целями являются: [48]
План сосредоточен на трех ключевых областях и включает 14 действий по повышению качества материалов, собираемых, сортируемых и поставляемых на перерабатывающий рынок Шотландии. [48] Эти области: [47]
Был внедрен ряд систем для сбора вторсырья из общего потока отходов, занимающих разные места в спектре компромисса между общественным удобством и простотой и затратами правительства. Тремя основными категориями сбора являются центры выдачи, центры выкупа и сбор у тротуара. [5] Около двух третей стоимости переработки приходится на этап сбора. [49]
Сбор у обочины включает в себя множество слегка различающихся систем, которые различаются в основном тем, на каком этапе процесса вторсырье сортируется и очищается. Основными категориями являются сбор смешанных отходов, смешанные вторсырья и разделение источников. [5] Обычно мусор вывозит машина для сбора мусора .
При сборе смешанных отходов вторсырье собирается в смеси с остальными отходами, а нужные материалы сортируются и очищаются на центральном сортировочном объекте. Это приводит к тому, что большое количество перерабатываемых отходов (особенно бумаги) становится слишком загрязненным для переработки, но имеет и свои преимущества: городу не нужно платить за раздельный сбор вторсырья, не требуется никакого просвещения населения, а также любые изменения в возможности переработки вторсырья. определенные материалы реализуются там, где происходит сортировка. [5]
В смешанной или однопоточной системе вторсырье смешивается , но хранится отдельно от неперерабатываемых отходов. Это значительно снижает потребность в уборке после сбора мусора, но требует информирования общественности о том, какие материалы подлежат вторичной переработке. [5] [10]
Разделение источников является другой крайностью, когда каждый материал очищается и сортируется перед сбором. Он требует минимальной сортировки после сбора и производит самые чистые вторсырья. Однако это влечет за собой дополнительные эксплуатационные расходы на сбор каждого материала и требует тщательного просвещения населения, чтобы избежать загрязнения вторсырьем . [5] В штате Орегон , США, Oregon DEQ опросил управляющих многоквартирными домами; около половины из них сообщили о проблемах, включая загрязнение вторсырья из-за нарушителей, таких как транзитные пассажиры , получившие доступ к местам сбора. [50]
Разделение источников раньше было предпочтительным методом из-за высокой стоимости сортировки смешанных отходов. Однако достижения в технологии сортировки существенно снизили эти накладные расходы, и многие области, где были разработаны программы разделения источников, перешли на так называемый смешанный сбор . [10]
В центрах обратного выкупа закупаются отделенные и очищенные вторсырья, что обеспечивает явный стимул для использования и создает стабильные поставки. После обработки материал можно будет продать. Если это выгодно, это позволит сократить выбросы парниковых газов; если нерентабельно, то увеличивает их эмиссию. Центры обратного выкупа обычно нуждаются в государственных субсидиях, чтобы быть жизнеспособными. Согласно отчету Национальной ассоциации отходов и переработки США за 1993 год , переработка тонны материала, который можно перепродать за 30 долларов, обходится в среднем в 50 долларов. [5]
В США стоимость тонны смешанного вторсырья составляла 180 долларов в 2011 году, 80 долларов в 2015 году и 100 долларов в 2017 году. [51]
В 2017 году стекло было практически бесполезным из-за низкой стоимости песка, его основного компонента. Аналогичным образом, низкие цены на нефть препятствовали переработке пластика. [51]
В 2017 году Напе, Калифорния , было возмещено около 20% затрат на переработку отходов. [51]
Центры сбора требуют, чтобы производитель отходов доставлял вторсырье в центральное место — либо на стационарную или мобильную станцию сбора, либо на сам завод по переработке. Это самый простой тип сбора данных, но они страдают от низкой и непредсказуемой пропускной способности.
Для некоторых отходов, таких как пластик, новейшие технические устройства, называемые роботами-рециклерами [52], позволяют использовать форму распределенной переработки, называемую DRAM (аддитивное производство с распределенной переработкой). Предварительный анализ жизненного цикла (LCA) показывает, что такая распределенная переработка HDPE для изготовления нити для 3D-принтеров в сельских регионах потребляет меньше энергии, чем использование первичной смолы или использование традиционных процессов переработки с сопутствующей транспортировкой. [53] [54]
Другая форма распределенной переработки заключается в смешивании пластиковых отходов с песком для изготовления кирпичей в Африке . [55] В нескольких исследованиях изучались свойства переработанных пластиковых отходов и песчаных кирпичей. [56] [57] Композитную брусчатку можно продавать со 100% прибылью, при этом нанимая рабочих за 1,5 минимальную заработную плату в регионе Западной Африки, где распределенная переработка потенциально может производить 19 миллионов тротуарной плитки из 28 000 тонн пластиковых пакетов с водой. ежегодно в Гане , Нигерии и Либерии . [58] То же самое было сделано и с масками от COVID-19. [59]
После того как смешанные вторсырья собраны и доставлены на предприятие по вторичной переработке материалов , материалы необходимо отсортировать. Это делается в несколько этапов, многие из которых включают автоматизированные процессы, позволяющие полностью отсортировать грузовик с материалом менее чем за час. [10] Некоторые заводы теперь могут сортировать материалы автоматически; это известно как однопоточная переработка . Автоматической сортировке могут способствовать робототехника и машинное обучение. [60] [61] На заводах сортируются самые разные материалы, включая бумагу, различные виды пластмасс, стекло, металлы, пищевые отходы и большинство типов батареек. [62] В районах, где расположены эти заводы, наблюдается 30%-ное увеличение уровня переработки. [63] В США существует более 300 предприятий по вторичной переработке материалов. [64]
Первоначально смешанные вторсырья выгружают из машины-сборщика и укладывают на конвейерную ленту, разложив их в один слой. На этом этапе большие куски гофрированного картона и полиэтиленовых пакетов удаляются вручную, так как они могут привести к заклиниванию последующего оборудования. [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, чтобы различать типы бумаги и пластика на основе поглощаемых ими длин волн. [10] Пластмассы, как правило, несовместимы друг с другом из-за различий в химическом составе ; их полимерные молекулы отталкивают друг друга, подобно маслу и воде. [65]
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 сильным магнитным полем , выбрасывая банки из потока. [10]
Наконец, стекло сортируют по цвету: коричневое, янтарное, зеленое или прозрачное. Его можно сортировать вручную [10] или с помощью машины, которая использует цветные фильтры для распознавания цветов. Фрагменты стекла размером менее 10 миллиметров (0,39 дюйма) не могут быть отсортированы автоматически и смешиваются как «мелкая стеклянная мелочь». [66]
В 2003 году Департамент окружающей среды Сан-Франциско поставил общегородскую цель свести к нулю количество отходов к 2020 году. на 80% по состоянию на 2021 год. [68] Другие американские города, включая Лос-Анджелес, достигли аналогичных показателей.
Хотя многие государственные программы сосредоточены на вторичной переработке отходов в домашних условиях, 64% отходов в Соединенном Королевстве производятся промышленностью. [69] В центре внимания многих программ переработки отходов в промышленности находится их экономическая эффективность. Повсеместное распространение картонной упаковки делает картон обычным отходом, перерабатываемым компаниями, которые активно занимаются упакованными товарами, такими как розничные магазины , склады и дистрибьюторы товаров. Другие отрасли имеют дело с нишевыми и специализированными продуктами, в зависимости от отходов, с которыми они обращаются.
Производители стекла, пиломатериалов, древесной массы и бумаги напрямую работают с обычно перерабатываемыми материалами; однако независимые дилеры шин могут собирать и перерабатывать резиновые шины с целью получения прибыли.
Отходы, образующиеся при сжигании угля на угольных электростанциях, в США часто называют топливной золой или летучей золой . Это очень полезный материал, который используется в бетонном строительстве. Он проявляет пуццолановую активность . [70]
Уровни переработки металлов, как правило, низкие. В 2010 году Международная группа ресурсов , организованная Программой ООН по окружающей среде (ЮНЕП), опубликовала отчеты о запасах металлов [71] и показателях их переработки. [71] В докладе сообщается, что увеличение использования металлов в 20-м и в 21-м веках привело к существенному сдвигу запасов металлов из подземных источников в их использование в наземных целях внутри общества. Например, в США потребление меди выросло с 73 до 238 кг на душу населения в период с 1932 по 1999 год.
Авторы отчета отмечают, что, поскольку металлы по своей природе подлежат вторичной переработке, запасы металлов в обществе могут служить огромными надземными шахтами (поэтому был придуман термин «городская добыча полезных ископаемых» [72] ). Однако они обнаружили, что уровень переработки многих металлов низок. Они предупредили, что темпы переработки некоторых редких металлов , используемых в таких устройствах, как мобильные телефоны, аккумуляторы для гибридных автомобилей и топливные элементы, настолько низки, что, если в будущем темпы переработки по окончании срока службы не будут резко увеличены, эти критические металлы станут недоступными. для использования в современной технике.
Военные перерабатывают некоторые металлы. Программа утилизации кораблей ВМС США использует разрушение кораблей для восстановления стали старых судов. Корабли также могут быть затоплены для создания искусственных рифов . Уран — это плотный металл, который по своим качествам превосходит свинец и титан для многих военных и промышленных целей. Уран, оставшийся от переработки его в ядерное оружие и топливо для ядерных реакторов , называется обедненным ураном и используется всеми видами вооруженных сил США для разработки таких вещей, как бронебойные снаряды и защита.
Строительная отрасль может перерабатывать бетон и старое дорожное покрытие, продавая эти материалы с целью получения прибыли.
Некоторые быстрорастущие отрасли, особенно отрасли возобновляемой энергетики и солнечных фотоэлектрических технологий , активно разрабатывают политику переработки еще до того, как их потоки отходов достигнут значительных объемов, предвидя будущий спрос. [73]
Переработка пластика сложнее, так как большинство программ не способны достичь необходимого уровня качества. Переработка ПВХ часто приводит к переработке материала, а это означает, что из переработанного материала можно производить только продукцию более низкого стандарта качества.
Электронные отходы являются растущей проблемой: по данным Агентства по охране окружающей среды , на их долю приходится 20–50 миллионов метрических тонн глобальных отходов в год . Это также самый быстрорастущий поток отходов в ЕС. [25] Многие переработчики не перерабатывают электронные отходы ответственно. После того, как грузовая баржа «Хиан Си» сбросила 14 000 тонн токсичного пепла на Гаити , была создана Базельская конвенция , призванная остановить поток опасных веществ в более бедные страны. Они создали сертификацию e-Stewards , чтобы гарантировать, что переработчики соблюдают самые высокие стандарты экологической ответственности, и помочь потребителям определить ответственных переработчиков. Он действует наряду с другими известными законами, такими как Директива ЕС об отходах электрического и электронного оборудования и Национальный закон США о вторичной переработке компьютеров, чтобы предотвратить попадание ядовитых химикатов в водные пути и атмосферу.
В процессе переработки телевизоры, мониторы, сотовые телефоны и компьютеры обычно проверяются на возможность повторного использования и ремонтируются. Если они сломаны, их можно разобрать на детали, 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 на отделение токсичных батарей и конденсаторов , содержащих ядовитые металлы. Оставшиеся куски измельчаются до частиц размером 10 миллиметров (0,39 дюйма) и пропускаются под магнит для удаления черных металлов. Вихревой ток выбрасывает цветные металлы, которые сортируются по плотности либо центрифугой, либо вибрирующими пластинами. 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 разбирать вручную, чтобы удалить свинец из ЭЛТ и ртутную подсветку из ЖК-дисплеев. [74] [75] [76]
Транспортные средства , солнечные панели и ветряные турбины также могут быть переработаны. Они часто содержат редкоземельные элементы (РЗЭ) и/или другое критически важное сырье . Для производства электромобилей обычно требуются большие количества РЗЭ. [77]
Хотя многие критически важные исходные элементы и РЗЭ можно восстановить, инженер-эколог Филипп Биуи, архивировано 6 сентября 2021 года на Wayback Machine , сообщает, что переработка индия, галлия, германия, селена и тантала по-прежнему очень сложна, а уровень их переработки очень низок. [77]
Переработка пластика — это процесс восстановления лома или отходов пластика и переработки материала в полезные продукты, иногда совершенно отличные по форме от их первоначального состояния. Например, это может означать переплавку бутылок из-под безалкогольных напитков, а затем использование их в качестве пластиковых стульев и столов. [78] Для некоторых типов пластика один и тот же кусок пластика можно переработать только 2–3 раза, прежде чем его качество упадет до такой степени, что его больше нельзя будет использовать. [6]
Некоторые пластмассы переплавляют для получения новых пластиковых предметов; например, бутылки для воды из ПЭТ можно переработать в полиэстер, предназначенный для изготовления одежды. Недостатком этого типа переработки является то, что молекулярная масса полимера может меняться дальше, а уровень нежелательных веществ в пластике может увеличиваться с каждой переплавкой. [79] [80]
Коммерческое предприятие по переработке отходов было отправлено на Международную космическую станцию в конце 2019 года. Оно принимает пластиковые отходы и ненужные пластиковые детали и физически превращает их в катушки сырья для комплекса аддитивного производства космической станции , используемого для космической 3D-печати . [81]
Некоторые полимеры можно превратить обратно в мономеры, например, ПЭТ можно обработать спиртом и катализатором с образованием диалкилтерефталата. Диэфир терефталата можно использовать с этиленгликолем для образования нового полиэфирного полимера, что позволяет снова использовать чистый полимер. В 2019 году компания Eastman Chemical объявила об инициативах по метанолизу и синтез-газу , предназначенных для обработки большего количества использованных материалов. [82]
Другой процесс включает преобразование различных полимеров в нефть с помощью гораздо менее точного процесса термической деполимеризации . Такой процесс позволит использовать практически любой полимер или смесь полимеров, включая термореактивные материалы, такие как шины из вулканизированной резины, а также биополимеры в перьях и других сельскохозяйственных отходах. Как и природная нефть, производимые химикаты могут использоваться в качестве топлива или сырья. Подобный завод RESEM Technology [83] в Карфагене, штат Миссури , США, использует отходы индейки в качестве исходного материала. Газификация представляет собой аналогичный процесс, но технически не является вторичной переработкой, поскольку в результате маловероятно, что в результате образуются полимеры. Пиролиз пластмасс может преобразовывать потоки отходов нефти, таких как пластмассы, в качественное топливо, углерод. Ниже приведен список подходящего пластикового сырья для пиролиза :
(Идеальный) процесс переработки можно разделить на три цикла: один для производства (переработка производственных отходов) и два для утилизации продукта (переработка продуктов и материалов). [2]
Фаза производства продукта, состоящая из обработки и изготовления материала, образует цикл переработки производственных отходов . Промышленные отходы возвращаются и повторно используются в том же производственном процессе.
Процесс утилизации продукта требует двух циклов переработки: переработка продукта и переработка материалов . [2] Продукт или его части повторно используются на этапе переработки продукта . Это происходит одним из двух способов: продукт используется с сохранением функциональности продукта («повторное использование») или продукт продолжает использоваться, но с измененной функциональностью («дальнейшее использование»). [2] В обоих сценариях дизайн продукта не изменяется или изменяется незначительно.
Разборка продукта требует переработки материалов , при которой материалы продукта восстанавливаются и перерабатываются. В идеале материалы обрабатываются так, чтобы их можно было снова использовать в производственном процессе. [2]
Чтобы удовлетворить потребности переработчиков и предоставить производителям последовательную и единую систему, была разработана система кодирования . Кодекс переработки пластмасс был введен в 1988 году производителями пластмасс через Общество промышленности пластмасс . [84] Поскольку муниципальные программы по переработке отходов традиционно ориентированы на упаковку — в первую очередь на бутылки и контейнеры, — система кодирования смолы предложила средство определения содержания смолы в бутылках и контейнерах, обычно встречающихся в потоке бытовых отходов. [85]
В США на пластиковых изделиях печатаются номера 1–7 в зависимости от типа смолы. Тип 1 ( полиэтилентерефталат ) обычно встречается в бутылках с безалкогольными напитками и водой . Тип 2 ( полиэтилен высокой плотности ) содержится в большинстве твердых пластмасс, таких как молочники , бутылки для стирального порошка и некоторая посуда. К типу 3 ( поливинилхлорид ) относятся такие предметы, как бутылки шампуня, занавески для душа, обручи , кредитные карты , проволочная оболочка, медицинское оборудование, сайдинг и трубопроводы. Тип 4 ( полиэтилен низкой плотности ) содержится в сумках для покупок, сжимаемых бутылках, больших сумках, одежде, мебели и коврах. Тип 5 — это полипропилен , из него изготавливают бутылки для сиропа, соломинки, посуду Tupperware и некоторые автомобильные детали. Тип 6 представляет собой полистирол , из него изготавливают лотки для мяса, коробки для яиц, контейнеры-раскладушки и футляры для компакт-дисков. К типу 7 относятся все остальные пластмассы, такие как пуленепробиваемые материалы, бутылки с водой емкостью 3 и 5 галлонов, корпуса мобильных телефонов и планшетов, защитные очки и солнцезащитные очки. [86] Наличие кода переработки или логотипа в виде стрелок на материале не является автоматическим индикатором того, что материал пригоден для вторичной переработки, а, скорее, поясняет, что это за материал. Чаще всего перерабатываются типы 1 и 2.
Помимо воздействия на окружающую среду, ведутся споры о том, является ли переработка экономически эффективной . Согласно исследованию Совета по защите природных ресурсов , сбор и захоронение отходов создает менее одного рабочего места на 1000 тонн утилизируемых отходов; напротив, сбор, переработка и производство вторичного сырья создает 6–13 и более рабочих мест на 1000 тонн. [90] По данным Экономического информационного исследования США по вторичной переработке отходов, существует более 50 000 предприятий по переработке отходов, которые создали более миллиона рабочих мест в США. [91] Национальная ассоциация по переработке и переработке отходов (NWRA) сообщила в мае 2015 года, что переработка и переработка отходов принесли экономический эффект в размере 6,7 миллиардов долларов в штате Огайо, США, и в них было занято 14 000 человек. [92] Экономисты [ кто? ] классифицировал бы этот дополнительный труд как затраты, а не как выгоду, поскольку эти работники могли бы быть наняты в другом месте; экономическая эффективность создания этих дополнительных рабочих мест остается неясной. [ нужна цитата ]
Иногда города обнаруживают, что переработка экономит ресурсы по сравнению с другими методами утилизации отходов. Через два года после того, как городские власти Нью-Йорка заявили, что реализация программ по переработке мусора будет «истощать город», руководители города осознали, что эффективная система переработки мусора может сэкономить городу более 20 миллионов долларов. [93] Муниципалитеты часто видят финансовую выгоду от реализации программ утилизации, в основном за счет снижения затрат на захоронение мусора . [94] Исследование, проведенное Техническим университетом Дании по данным журнала Economist, показало, что в 83 процентах случаев переработка является наиболее эффективным методом утилизации бытовых отходов. [10] [21] Однако оценка, проведенная в 2004 году Датским институтом экологической оценки, пришла к выводу, что сжигание является наиболее эффективным методом утилизации емкостей для напитков, даже алюминиевых. [95]
Фискальная эффективность отделена от экономической эффективности. Экономический анализ переработки отходов не включает в себя то, что экономисты называют внешними эффектами : неоцененными издержками и выгодами, которые получают отдельные лица за пределами частных сделок. Примеры включают меньшее загрязнение воздуха и парниковых газов в результате сжигания, а также меньшее выщелачивание отходов со свалок. Без таких механизмов, как налоги или субсидии, предприятия и потребители, преследуя свою личную выгоду, будут игнорировать внешние эффекты, несмотря на издержки, налагаемые на общество. Если загрязнение свалок и мусоросжигательных заводов не регулируется должным образом, эти методы утилизации отходов кажутся более дешевыми, чем они есть на самом деле, поскольку часть их стоимости — это загрязнение, налагаемое на людей, находящихся поблизости. Таким образом, защитники настаивают на принятии закона, повышающего 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 чистые 49 миллионов метрических тонн в 2005 году . [10] В Соединенном Королевстве Управление по отходам и ресурсам В Программе действий говорится, что усилия Великобритании по переработке отходов сокращают выбросы CO 2 на 10–15 миллионов тонн в год. [10] Вопрос экономической эффективности заключается в том, стоит ли это сокращение дополнительных затрат на переработку и, таким образом, оправдывает ли искусственный спрос, создаваемый законодательством.
Чтобы переработка была экономически целесообразной и экологически эффективной, необходимо соблюдать определенные требования. К ним относятся адекватный источник вторичного сырья, система извлечения этого вторичного сырья из потока отходов , близлежащий завод, способный перерабатывать вторсырье, а также потенциальный спрос на переработанную продукцию. Эти последние два требования часто упускаются из виду: без промышленного рынка производства с использованием собранных материалов и потребительского рынка промышленных товаров переработка является неполной и фактически является лишь «сбором». [5]
Экономист, придерживающийся свободного рынка Джулиан Саймон, заметил: «Существует три способа, которыми общество может организовать утилизацию отходов: (а) командовать, (б) управлять с помощью налогов и субсидий и (в) оставлять это на усмотрение человека и рынка». Эти принципы, кажется, разделяют сегодня экономических мыслителей. [96]
Фрэнк Акерман выступает за высокий уровень государственного вмешательства в предоставление услуг по переработке отходов. Он считает, что выгоду от переработки невозможно эффективно измерить с помощью традиционной экономики невмешательства . Аллен Гершковитц поддерживает вмешательство, заявляя, что это государственная услуга, равная образованию и охране правопорядка. Он утверждает, что производители должны брать на себя больше бремени утилизации отходов. [96]
Пол Калкотт и Маргарет Уоллс выступают за второй вариант. Схема возврата залога и небольшая плата за вывоз будут способствовать вторичной переработке отходов, но не за счет незаконных свалок . Томас К. Киннаман заключает, что налог на свалку заставит потребителей, компании и муниципалитеты больше перерабатывать мусор. [96]
Большинство мыслителей свободного рынка ненавидят субсидии и вмешательство, утверждая, что они растрачивают ресурсы. Общий аргумент заключается в том, что если города взимают полную стоимость вывоза мусора, частные компании могут с выгодой перерабатывать любые материалы, выгода от переработки которых превышает стоимость (например, алюминий [97] ), и не перерабатывать другие материалы, польза от которых меньше. чем стоимость (например, стекло [98] ). Города, с другой стороны, часто перерабатывают мусор, даже если они не только не получают достаточного количества бумаги или пластика для оплаты их сбора, но фактически вынуждены платить частным компаниям по переработке отходов, чтобы они забрали их из своих рук. [97] Терри Андерсон и Дональд Лил считают, что все программы переработки должны осуществляться в частном порядке и, следовательно, будут работать только в том случае, если деньги, сэкономленные за счет переработки, превысят затраты на нее. Дэниел К. Бенджамин утверждает, что это растрачивает ресурсы людей и снижает благосостояние населения. [96] Он отмечает, что переработка отходов может стоить городу более чем в два раза дороже, чем свалки, что в Соединенных Штатах свалки настолько жестко регулируются, что их воздействие на загрязнение незначительно, и что процесс переработки также приводит к загрязнению и использованию энергии, что может или не может быть меньше, чем от первичного производства. [99]
Некоторые страны торгуют непереработанными вторсырьями. Некоторые жаловались, что окончательная судьба вторсырья, проданного в другую страну, неизвестна, и они могут оказаться на свалках вместо того, чтобы быть переработанными. По данным одного отчета, в Америке 50–80 процентов компьютеров, предназначенных для переработки, на самом деле не перерабатываются. [100] [101] Есть сообщения о нелегальном импорте отходов в Китай, которые разбираются и перерабатываются исключительно ради денежной выгоды, без учета ущерба для здоровья рабочих или окружающей среды. Хотя китайское правительство запретило эту практику, оно не смогло ее искоренить. [102] В 2008 году цены на перерабатываемые отходы резко упали, а затем снова выросли в 2009 году. Картон стоил в среднем около 53 фунтов стерлингов за тонну с 2004 по 2008 год, затем упал до 19 фунтов стерлингов за тонну, а затем вырос до 59 фунтов стерлингов за тонну в мае 2009 года. ПЭТФ Стоимость пластика в среднем составляла около 156 фунтов стерлингов за тонну, затем упала до 75 фунтов стерлингов за тонну, а затем выросла до 195 фунтов стерлингов за тонну в мае 2009 года. [103]
Некоторые регионы испытывают трудности с использованием или экспортом такого количества материалов, которые они перерабатывают. Эта проблема наиболее распространена со стеклом: и Великобритания, и США импортируют большое количество вина, разлитого в бутылки из зеленого стекла. Хотя большая часть этого стекла отправляется на переработку, за пределами Среднего Запада Америки производство вина недостаточно для использования всего переработанного материала. Излишки должны быть переработаны в строительные материалы или повторно включены в обычный поток отходов. [5] [10]
Аналогичным образом, на северо-западе США возникают трудности с поиском рынков для переработанной газеты, учитывая большое количество целлюлозных заводов в регионе, а также близость к азиатским рынкам. Однако в других регионах США спрос на использованную газетную бумагу сильно колебался. [5]
В некоторых штатах США программа под названием RecycleBank платит людям за переработку отходов, получая деньги от местных муниципалитетов за сокращение площади свалок, которые необходимо приобрести. Он использует единый потоковой процесс, в котором весь материал автоматически сортируется. [104]
Критики оспаривают чистую экономическую и экологическую выгоду 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, умаляют (и перевешивают) затраты и энергию, сэкономленную в производственном процессе; а также то, что рабочие места, создаваемые перерабатывающей промышленностью, могут быть плохой заменой рабочих мест, потерянных в лесозаготовительной, горнодобывающей и других отраслях, связанных с производством; и что такие материалы, как бумажная масса, можно перерабатывать лишь несколько раз, прежде чем деградация материала предотвратит дальнейшую переработку. [105]
Журналист Джон Тирни отмечает, что муниципалитетам, как правило, дороже перерабатывать бытовые отходы, чем отправлять их на свалку, и что «переработка может быть самым расточительным видом деятельности в современной Америке». [106]
Большая часть трудностей, связанных с переработкой, связана с тем, что большинство продуктов не предназначены для переработки. Концепция устойчивого дизайна направлена на решение этой проблемы и была изложена в книге 2002 года « От колыбели до колыбели: новый способ производства вещей» архитектора Уильяма Макдонаф и химика Майкла Браунгарта . [107] Они предполагают, что каждый продукт (и вся необходимая для него упаковка) должен иметь полный «замкнутый» цикл, запланированный для каждого компонента — способ, при котором каждый компонент либо возвращается в природную экосистему посредством биоразложения , либо перерабатывается на неопределенный срок. [10] [108]
Полная переработка невозможна с практической точки зрения. Таким образом, стратегии замещения и переработки только отсрочивают истощение невозобновляемых запасов и, следовательно, могут выиграть время в переходе к истинной или сильной устойчивости , которая в конечном итоге гарантируется только в экономике, основанной на возобновляемых ресурсах. [109] : 21
- М. Х. Хуземанн, 2003 г.
В то время как переработка предотвращает попадание отходов непосредственно на свалки, в современной переработке не учитываются дисперсионные компоненты. Критики считают, что полная переработка невозможна, поскольку высокодисперсные 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 связанных с этим затратах и выгодах. Например, картонную упаковку для пищевых продуктов легче переработать, чем большую часть пластика, но ее тяжелее транспортировать, и в результате порчи может образоваться больше отходов. [110]
Количество энергии, сэкономленной за счет переработки, зависит от перерабатываемого материала и типа используемого учета энергии. Правильный учет этой сэкономленной энергии можно осуществить с помощью анализа жизненного цикла с использованием реальных значений энергии и, кроме того, эксергии , которая является мерой того, сколько полезной энергии можно использовать. В целом, для производства единицы массы переработанных материалов требуется гораздо меньше энергии, чем для производства той же массы первичных материалов. [111] [112] [113]
Некоторые ученые используют экстренный анализ (пишется через букву «м»), например, бюджеты количества энергии одного вида (эксергии), необходимой для производства или преобразования вещей в другой вид продукта или услуги. В экстренных расчетах учитываются экономические факторы, которые могут изменить чисто физические результаты. Используя экстренный анализ жизненного цикла, исследователи пришли к выводу, что материалы с большими затратами на переработку имеют наибольший потенциал для получения высоких преимуществ от переработки. Более того, наибольшая эффективность в чрезвычайных ситуациях достигается у систем, ориентированных на переработку материалов, где материалы проектируются для повторного использования обратно в их первоначальную форму и назначение, за которыми следуют адаптивные системы повторного использования, где материалы перерабатываются в другой вид продукта, а затем в побочный продукт. системы повторного использования, при которых части продуктов используются для изготовления совершенно другого продукта. [114]
Управление 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 свежих пиломатериалов». [115] Некоторые критики утверждают, что для производства переработанных продуктов требуется больше энергии, чем для их утилизации традиционными методами на свалках, поскольку для сбора вторсырья на обочине часто требуется второй мусоровоз. Однако сторонники вторичной переработки отмечают, что при сборе бумаги для переработки не требуется второй лесовоз или лесовоз, поэтому чистое потребление энергии остается тем же. Экстренный анализ жизненного цикла переработки показал, что летучая зола, алюминий, переработанный бетонный заполнитель, переработанный пластик и сталь дают более высокий коэффициент эффективности, тогда как переработка пиломатериалов дает самый низкий коэффициент выгоды от переработки. Следовательно, специфика процесса переработки, методы, используемые для анализа процесса, и используемые продукты влияют на бюджеты энергосбережения. [114]
Трудно определить количество энергии, потребляемой или производимой в процессах утилизации отходов, в более широком экологическом плане, где причинно-следственные связи распадаются на сложные сети материальных и энергетических потоков.
[Города] не следуют всем стратегиям развития экосистем. Биогеохимические пути становятся довольно прямыми по сравнению с дикими экосистемами, с меньшим объемом переработки, что приводит к большим потокам отходов и низкой общей эффективности использования энергии. Напротив, в диких экосистемах отходы одной популяции являются ресурсами другой популяции, и сукцессия приводит к эффективной эксплуатации доступных ресурсов. Однако даже модернизированные города все еще могут находиться на самых ранних стадиях смены поколений, для завершения которой могут потребоваться столетия или тысячелетия. [116] : 720
Сколько энергии используется при переработке, также зависит от типа перерабатываемого материала и используемого для этого процесса. Принято считать, что алюминий потребляет гораздо меньше энергии при переработке, а не при производстве с нуля. Агентство по охране окружающей среды утверждает, что «переработка алюминиевых банок, например, экономит 95 процентов энергии, необходимой для производства того же количества алюминия из его первичного источника, боксита ». [117] [118] В 2009 году более половины всех произведенных алюминиевых банок было изготовлено из переработанного алюминия. [119] Аналогичным образом, было подсчитано, что новая сталь, произведенная из переработанных банок, снижает выбросы парниковых газов на 75%. [120]
Ежегодно миллионы тонн материалов добываются из земной коры и перерабатываются в потребительские и капитальные товары. Спустя десятилетия или столетия большая часть этих материалов «теряется». 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 окончательном поглотителе. [121] : 1
- П. Х. Бруннер
Экономист Стивен Ландсбург предположил, что единственная выгода от сокращения площади свалок перевешивается необходимой энергией и возникающим в результате загрязнения в результате процесса переработки. [122] Другие, однако, с помощью оценки жизненного цикла подсчитали, что производство переработанной бумаги требует меньше энергии и воды, чем сбор урожая, измельчение, переработка и транспортировка девственных деревьев. [123] Когда используется меньше переработанной бумаги, требуется дополнительная энергия для создания и поддержания культивируемых лесов до тех пор, пока эти леса не станут такими же самодостаточными, как девственные леса.
Другие исследования показали, что переработка сама по себе неэффективна для «отделения» экономического развития от истощения невозобновляемого сырья, что необходимо для устойчивого развития. [124] Международные перевозки или потоки перерабатываемых материалов через «... разные торговые сети трех стран приводят к разным потокам, скорости разложения и потенциальной прибыли от переработки». [125] : 1 По мере роста глобального потребления природных ресурсов их истощение неизбежно. Лучшее, что может сделать переработка, — это отложить; полное закрытие сырьевых циклов для достижения 100-процентной переработки невозобновляемых ресурсов невозможно, поскольку микроследы материалов рассеиваются в окружающей среде, нанося серьезный ущерб экосистемам планеты. [126] [127] [128] Исторически Карл Маркс определил это как метаболический разрыв , который определил неравный обменный курс между энергией и питательными веществами, поступающими из сельских районов для питания городских городов, которые создают сточные воды, разрушающие экологический капитал планеты. например, потеря производства питательных веществ в почве. [129] [130] Энергосбережение также приводит к так называемому парадоксу Джевона , когда повышение энергоэффективности снижает стоимость производства и приводит к обратному эффекту, когда темпы потребления и экономического роста увеличиваются. [128] [131]
Сумма денег, фактически сэкономленная за счет переработки, зависит от эффективности программы переработки, использованной для этой цели. Институт местной самообеспеченности утверждает, что стоимость переработки зависит от различных факторов, таких как плата за вывоз мусора и объем мусора, который перерабатывает сообщество. В нем говорится, что общины начинают экономить деньги, когда рассматривают переработку отходов как замену своей традиционной системы сбора отходов, а не как дополнение к ней, и «пересматривая свои графики сбора отходов и/или грузовики». [132]
В некоторых случаях стоимость вторсырья также превышает стоимость сырья. Первичная пластиковая смола стоит на 40 процентов дешевле, чем переработанная смола. [115] Кроме того, исследование Агентства по охране окружающей среды США (EPA), в котором отслеживалась цена на прозрачное стекло с 15 июля по 2 августа 1991 года, показало, что средняя стоимость за тонну колебалась от 40 до 60 долларов США [133] , в то время как отчет Геологической службы США показывает что стоимость тонны сырого кварцевого песка с 1993 по 1997 год упала между 17,33 и 18,10 долларами. [134]
Сравнение рыночной стоимости перерабатываемого материала со стоимостью нового сырья игнорирует экономические внешние эффекты — затраты, которые в настоящее время не учитываются рынком. Например, создание нового куска пластика может вызвать большее загрязнение и быть менее экологичным, чем переработка аналогичного куска пластика, но эти факторы не учитываются в рыночной стоимости. Оценка жизненного цикла может использоваться для определения уровня внешних эффектов и принятия решения о целесообразности переработки, несмотря на неблагоприятные рыночные издержки. В качестве альтернативы можно использовать законные средства (например, налог на выбросы углерода ) для привлечения на рынок внешних эффектов, так что рыночная стоимость материала становится близкой к истинной стоимости.
Переработка отходов электрического и электронного оборудования может привести к значительному загрязнению окружающей среды. Эта проблема особенно актуальна в Индии и Китае. Неофициальная переработка отходов в теневой экономике этих стран привела к катастрофе для окружающей среды и здравоохранения. Высокие уровни свинца (Pb), полибромдифенилэфиров (ПБДЭ), полихлорированных диоксинов и фуранов , а также полибромированных диоксинов и фуранов (ПХДД/Ф и ПБДД/Ф), сконцентрированных в воздухе, золе , пыли, почве, воде, и отложения в районах вокруг мест переработки. [135] Эти материалы могут сделать рабочие места вредными для самих работников и окружающей среды.
В некоторых странах переработкой мусора занимаются бедные предприниматели, такие как карунг гуни , заббалин , старьевщик , сборщик мусора и мусорщик . С созданием крупных организаций по переработке отходов, которые могут быть прибыльными либо по закону, либо по принципу экономии за счет масштаба , [136] [137] бедняки с большей вероятностью будут вытеснены с рынка труда по переработке и восстановлению . Чтобы компенсировать эту потерю дохода, обществу, возможно, придется создать дополнительные формы социальных программ для поддержки бедных. [138] Как и в притче о разбитом окне , существует чистый убыток для бедных и, возможно, для всего общества, если сделать переработку отходов искусственно прибыльной, например, посредством закона. Однако в Бразилии и Аргентине сборщики мусора/неформальные переработчики работают вместе с властями в полностью или частично финансируемых кооперативах, что позволяет узаконить неформальную переработку мусора как оплачиваемую работу в государственном секторе. [139]
Поскольку социальная поддержка страны, скорее всего, будет меньше, чем потеря дохода бедняков, занимающихся переработкой отходов, у бедняков больше шансов вступить в конфликт с крупными организациями по переработке отходов. [140] [141] Это означает, что меньше людей могут решить, являются ли определенные отходы более экономически пригодными для повторного использования в их нынешнем виде, а не для переработки. В отличие от бедных стран, занимающихся переработкой отходов, эффективность их переработки для некоторых материалов может быть выше, поскольку люди имеют больший контроль над тем, что считается «отходами». [138]
Одними из трудоемких и недостаточно используемых отходов являются электронные и компьютерные отходы. Потому что эти отходы все еще могут быть функциональными и востребованы в основном людьми с низкими доходами, которые могут продавать или использовать их с большей эффективностью, чем крупные переработчики.
Некоторые сторонники вторичной переработки считают, что индивидуальная переработка отходов в рамках принципа невмешательства не покрывает всех потребностей общества в переработке отходов. Таким образом, это не отменяет необходимости организованной программы утилизации. [138] Местное самоуправление может рассматривать деятельность бедняков-переработчиков отходов как способствующую порче имущества.
.jpg/1280px-Municipal_recycling_facilities,_Montgomery_County,_MD._2007,_Credit_USEPA_(14410405277).jpg)
Изменения, которые, как было продемонстрировано, повышают уровень переработки, включают:
В исследовании, проведенном социальным психологом Шоном Берном, [142] было обнаружено, что личный контакт с людьми в районе является наиболее эффективным способом увеличения переработки отходов внутри сообщества. В своем исследовании она попросила 10 лидеров кварталов поговорить со своими соседями и убедить их заняться переработкой отходов. Группе сравнения были отправлены листовки, рекламирующие переработку отходов. Выяснилось, что соседи, с которыми лично контактировали лидеры кварталов, переработали гораздо больше, чем группа без личного контакта. В результате этого исследования Шон Берн считает, что личный контакт внутри небольшой группы людей является важным фактором в поощрении переработки отходов. Другое исследование, проведенное Стюартом Оскампом [143], изучает влияние соседей и друзей на переработку мусора. В его исследованиях было обнаружено, что люди, у которых были друзья и соседи, которые занимались переработкой мусора, с гораздо большей вероятностью также занимались переработкой мусора, чем те, у кого не было друзей и соседей, которые занимались переработкой мусора.
Во многих школах созданы клубы по переработке отходов, чтобы дать юным ученикам представление о переработке отходов. В этих школах считают, что клубы на самом деле поощряют учащихся перерабатывать мусор не только в школе, но и дома.
Переработка металлов сильно различается в зависимости от типа. Титан и свинец имеют чрезвычайно высокий уровень переработки – более 90%. Медь и кобальт имеют высокие показатели переработки – около 75%. Лишь около половины алюминия перерабатывается. Для большинства остальных металлов уровень переработки составляет менее 35%, а для 34 видов металлов уровень переработки составляет менее 1%. [144]
«Между 1960 и 2000 годами мировое производство пластиковых смол выросло в 25 раз по сравнению с первоначальным объемом, в то время как степень восстановления материала оставалась ниже 5 процентов». [145] : 131 Многие исследования посвящены поведению и стратегиям переработки мусора, направленным на поощрение участия сообщества в программах переработки. Утверждалось [146] , что поведение по переработке отходов 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 для принуждения к участию в программах переработки. Однако недавние исследования пришли к выводу, что социальное давление в этом контексте не работает. [147] Одна из причин этого заключается в том, что социальное давление хорошо действует в небольших группах размером от 50 до 150 человек (обычно для кочевых народов-охотников-собирателей), а не в сообществах, насчитывающих миллионы, как мы видим сегодня. Другая причина заключается в том, что индивидуальная переработка не происходит на виду у общественности.
После растущей популярности сбора вторсырья, отправляемого на те же свалки, что и мусор, некоторые люди продолжали складывать вторсырье в корзину для вторсырья. [148]
_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)
Арт-объекты все чаще изготавливаются из переработанного материала.
Продлевая срок службы товаров, деталей и материалов, экономика замкнутого цикла стремится минимизировать отходы и максимизировать использование ресурсов. [149] Передовые 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.
Участие сообщества, такое как образовательные и информационные кампании, может способствовать принятию программ переработки и повторного использования и поощрять использование устойчивых методов. Можно уменьшить наше влияние на окружающую среду, сэкономить природные ресурсы и создать экономические возможности, внедрив экономику замкнутого цикла, используя передовые технологии сортировки и вовлечение общества. По мнению Мелати и др., [150] для успешного перехода к экономике замкнутого цикла законодательная и нормативная база должна поощрять устойчивые практики, одновременно устраняя возможные препятствия и трудности в 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 web}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка ){{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
