ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИ ЧИСТЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В УТИЛИЗАЦИИ ГОРОДСКИХ ПИЩЕВЫХ ОТХОДОВ — СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ ТЕРРИТОРИАЛЬНОГО РАЗВИТИЯ

Аннотация: Использование экологически чистых технологий способствует решению проблемы утилизации городских пищевых отходов. Преобразование городских цепочек поставок продовольствия создает многочисленные преимущества для устойчивого развития в условиях ожидаемого роста городов. Продовольственные системы могут служить базой для изучения взаимодействия других городских систем. Преобразования в этой сфере потребуют параллельных инноваций в энергетической инфраструктуре, транспорте, системах водоснабжения, управлении, образовании, общественных инициативах и бизнес-моделях.

Выпуск: №1 / 2020 (январь - март)

УДК: 504.06

Автор(ы): Массеров Дмитрий Александрович
кандидат экономических наук, доцент, кафедра экологии и природопользования, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н. П. Огарева», г. Саранск

Ломакин Андрей Владимирович
магистрант, направление подготовки «Экология и природопользование», Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н. П. Огарева», г. Саранск

Черкасов Дмитрий Викторович
аспирант, кафедра физической и социально-экономической географии, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н. П. Огарева», г. Саранск

Страна: Россия

Библиографическое описание статьи для цитирования: Массеров Д. А. Использование экологически чистых технологий в утилизации городских пищевых отходов [Электронный ресурс] / Д. А. Массеров, А. В. Ломакин, Д. В. Черкасов // Современные проблемы территориального развития : электрон. журн. – 2020. – № 1. – 1 электрон. опт. диск (CD-ROM). – Систем. требования: Pentium III, процессор с тактовой частотой 800 МГц ; 128 Мб ; 10 Мб ; Windows XP/Vista/7/8/10 ; Acrobat 6 х.

Ожидается, что в течение следующих 30 лет численность мирового населения, проживающего в городских районах, удвоится. Такая тенденция, с одной стороны создаёт новые социальные, экономические и экологические проблемы, с другой – даёт новые возможности для проведения исследований в области устойчивости городских систем. В основе этой проблемы лежит пища. Население нуждается в безопасных, стабильных и питательных продуктах питания, однако городские цепочки поставок продуктов питания являются дорогостоящими, неэффективными, ресурсоемкими и наносят экологический ущерб в местном и глобальном масштабах. Производство продовольственных продуктов в настоящее время приводит к значительным потребностям в энергии, воде и питательных веществах. Выделяемые при этом в уязвимые экосистемы загрязняющие вещества и выбросы парниковых газов приводят к глобальному изменению климата. К тому же, 30–50% продуктов питания, произведенных из этих ресурсов, никогда не потребляются из-за порчи после сбора урожая, расточительной коммерческой практики и потерь в масштабе потребителя. Во всем мире потери продовольствия и отходы по всей цепочке поставок оцениваются в 1,3 миллиарда тонн в год [9]. Эти потери представляют проблемы для устойчивости городских систем: во-первых, продовольствие не достигает городского населения, где оно наиболее необходимо, и, во-вторых, управление пищевыми отходами приводит к воздействию на окружающую среду города и близлежащих районов.

Городские пищевые отходы в основном обрабатываются путем их захоронения. Это приводит к дополнительным расходам, использованию энергии и выбросам парниковых газов, в частности метана, который выделяется при анаэробной деградации органических отходов на свалках. Управление пищевыми отходами усиливает воздействие городских систем очистки воды и её стоков, а также инфраструктуры, используемой для сбора и транспортировки отходов. Несмотря на то, что 70% продовольствия в мире потребляется городским населением [9], связанные с этим экологические, медицинские и экономические последствия распределяются между сельскими системами, где производится пища и куда отходы часто вывозятся.

Большая часть городского потока пищевых отходов – это не «отходы» в прямом смысле слова, а фактически съедобная пища, которая может быть использована с целью укрепления продовольственной безопасности. Новые технологии и общественные мероприятия необходимы для «спасения» излишков продуктов питания. Это продемонстрировал зарубежный опыт использования электронных приложений, предназначенных для соединения в одну систему организаций, имеющих избыток продуктов питания и нуждающихся [2]. Тем не менее, расширить эти инициативы и преодолеть несоответствие между деловыми потребностями доноров продовольствия и потребностями в питании принимающего населения трудно. Энергия и ресурсы, содержащиеся в перепроизведённых продуктах питания, также могут быть восстановлены путем компостирования или анаэробного сбраживания. Однако существуют серьезные экономические и технические препятствия для широкого распространения этих методик и других технологий валоризации пищевых отходов.

В настоящее время многие из существующих технологий производства и сбора пищевых продуктов и повышения ценности пищевых отходов не получили должной оценки. В случае производственных систем продукты питания поступают в города из прилегающих сельских районов, тогда как для утилизации пищевых отходов требуется их крупномасштабный сбор и транспортировка на удаленные централизованные компостные или анаэробные переваривающие установки, часто находящиеся за пределами городской территории. Появляются и городские децентрализованные решения. Примером производства продуктов питания может быть «городское сельское хозяйство», которое включает общественные сады и вертикальные фермы, фермы на крыше и в помещениях, подобные тем, которые сделаны из использованных транспортных контейнеров. Что касается обращения с пищевыми отходами, то для их сбора могут применяться микроавтобусы, велосипеды или иные транспортные средства с низким уровнем выбросов. Для сведения к минимуму необходимости частоты сбора рекомендуется использовать локальные системы предварительной переработки пищевых отходов, основанные на химической, биологической или термической обработке для уменьшения их массы, объема или запаха [4].

Подобные децентрализованные решения могут быть эффективны в перегруженных, ограниченных в пространстве городских районах, и обеспечивают сопутствующие выгоды от создания рабочих мест, предпринимательских возможностей и проявления местной самостоятельности. Проблемой здесь является конкуренция с имеющимися централизованными системами переработки, предлагающими часто первоначальную более низкую стоимость своих мероприятий. Найти выход из этой ситуации предполагается за счёт создания и проверки технологий, которые могут экономно работать в меньших масштабах, изучения экономических инструментов, оптимизации систем для определения наиболее эффективного производства пищевых продуктов и переработки отходов [6, 8]. Таким образом, создаётся «экосистема» управления, которая сочетает в себе как традиционные, так и появляющиеся децентрализованные технологии для обеспечения максимальной устойчивости.

В перспективе каждый городской район будет иметь уникальный профиль пищевых отходов, различающийся по их количеству, характеристикам и срокам образования в соответствии с масштабами города, географией, демографией, экономической деятельностью и культурным влиянием. Технологии, наилучшим образом подходящие для управления этим потоком отходов, также будут различаться в зависимости от местной или региональной политики, существующей инфраструктуры, ограничений размещения и культурных установок (например, настроения «не в моем дворе»). Побочные продукты, извлеченные в результате валоризации пищевых отходов, также будут различаться в зависимости от используемой технологии или рынков, а также от местных стимулов или барьеров в разных регионах [5]. Например, при анаэробном сбраживании образуется биогаз, который можно использовать для производства электроэнергии или который можно очищать и сжимать для использования в качестве топлива для транспорта [7]. Выбор объекта между этими двумя вариантами будет варьироваться в зависимости от их бизнес-модели, оптовой цены на электроэнергию, местного спроса на электроэнергию и топливо, климатических стимулов и политики в области возобновляемых источников энергии, а также других местных факторов. Кроме того, некоторые виды сырья могут быть идеальными для анаэробного сбраживания, в то время как другие лучше подходят для термохимической обработки (например, пиролиза), компостирования или преобразования в корм для животных [7]. Результирующее сочетание альтернативных продуктов может включать синтез-газ, разного рода химикаты, удобрения, компост или иные продукты на основе энергии и биологических компонентов.

Описанные выше исследования необходимы для продвижения инновационных решений по снижению потерь произведённых пищевых продуктов и утилизации пищевых отходов. Для реализации таких решений на практике потребуется более широкое рассмотрение того, как новые технологии взаимодействуют с унаследованной городской инфраструктурой и как использовать благоприятные системы для преодоления технических, политических, социальных и экономических барьеров. Следует отметить, например, что практически ни в одном российском регионе или муниципалитете не введены правила в отношении потерь пищевых продуктов и переработки отходов. Здесь остается также неясным механизм представления альтернативных экономических мер в отношении стоимости, эффективности различных подходов к решению указанной проблемы [3]. Существующая политика в этой области представляет собой сочетание обязательных и добровольных механизмов и преследует цели как регулирования потерь пищевых продуктов, так и предотвращения их отходов. Она находится во взаимозависимости с мероприятиями по продовольственной (продовольственная безопасность, сельскохозяйственные субсидии), энергетической и климатической (кредиты на углеродное топливо и возобновляемую энергию), водной политики (неточечные источники сбросов, очистка сточных вод) и осуществляется при исполнении местных нормативных актов, регулирующих деятельность предприятий и инфраструктуру отходов в данном городском регионе.

Другим фактором является доступ к реальным данным. Участники цепочки поставок продуктов питания имеют неполную информацию о потерях продуктов, образовавшихся отходах или конкретных затратах и возможных последствиях. Отсутствие же подобной информации у представителей местных властей в данном городском регионе может привести к чрезмерной диверсификации в данной сфере. Системы продовольственного спасения (включая как доноров, так и получателей) имеют только частичную информацию о других потребностях, таких как содержание питательных веществ в избытке пищи, диетические потребности и культурные предпочтения. Для всех потенциальных решений в этой области отсутствует общий набор показателей для расчета выгод и компромиссов, а также данных, на основании которых можно было бы проводить эти сравнения. Выходом из описанной ситуации может служить использование приёмов сбора и обработки данных с помощью краудсорсинга, который бы генерировал информацию и одновременно информировал общественность об устойчивости продовольственной системы.

Городские системы переработки пищевых отходов также взаимодействуют с различными инфраструктурными системами, включая, в частности, производство и передачу энергии, транспорт, окружающую среду, водоснабжение и очистку сточных вод. Технологии переработки и утилизации пищевых отходов связаны с технологиями хранения и упаковки продуктов, которые направлены на увеличения срока годности и предотвращения порчи пищи. Упаковка на полимерной основе представляет собой особую опасность из-за последствий загрязнения пластиком [1]. Пищевые отходы и их упаковка часто рассматриваются как отдельные, изолированные системы, хотя существует большой потенциал для совместного решения проблем, возникающих в обеих областях. Кроме того, роль потребительских взглядов и предпочтений при анализе использования чистых технологий часто игнорируется. Потребители имеют интуитивное представление об упаковке, которая может оказаться недружественной к окружающей среде, что приводит к непредвиденным последствиям при совершении покупок. Эта область изысканий требует применения методов системного анализа (например, оценки жизненного цикла) и анализа поведения и выбора потребителей в дополнение к технологическим исследованиям.

Результатом возможной трансформации городской продовольственной системы может стать уменьшение потерь продовольствия, улучшение здоровья населения и снижение экологических и экономических затрат на утилизацию пищевых отходов, а также безопасное и устойчивое снабжение продуктами питания, способными поддержать население сегодня и в будущем.

Список использованных источников

Бычкова Ю. А., Массеров Д. А. Разработка оценки воздействия на окружающую среду при рекультивации полигона твёрдых коммунальных отходов // Материалы XXIII научно-практической конференции молодых ученых, аспирантов и студентов Национального исследовательского Мордовского государственного университета им. Н. П. Огарёва. Естественные науки. Саранск, 2019. – С. 86–91.
Массеров Д. А., Ломакин А. В. Экологические аспекты развития городов // Добродеевские чтения : материалы Междунар. науч.-практ. конф. М., 2019. – С. 79–83.
Массеров Д.А. Инновации и инвестиции в области защиты окружающей среды // Проблемы и перспективы развития промышленности России : материалы Междунар. науч.-практ. конф. М., 2 С. 347–352.
Мусоросжигание как основной способ утилизации твёрдых коммунальных отходов / Д. А. Массеров, А. А. Волкова, А. В. Ломакин, А. И. Кучеренко // Проблемы и перспективы развития промышленности России : материалы Междунар. науч.-практ. конф. М., 2019. С. 491–495.
Массеров Д. А., Кустов М. В. Формирование региональной политики устойчивого развития в России // Вестник Забайкальского государственного университета. 2018. № 24(8). С. 128–136.
Массеров Д. А., Ломакин А. В. Рациональное обращение с твёрдыми коммунальными отходами как фактор развития экономики и охраны окружающей среды // Современные проблемы территориального развития. 2019. № 2. URL: https://terjournal.ru/2019/id83/ (дата обращения: 14.12.2019).
Массеров Д. А., Ушаков И. С. Перспективы использования отходов животноводства в сельском хозяйстве Республики Мордовия // Структура, динамика и функционирование природно-социально-производственных систем: наука и практика : сб. науч. тр. Саранск, 2018. С. 237–241.
Тягушева Е., Массеров Д. А. Совершенствование экономического стимулирования устойчивого природопользования // Контентус. 2017. № 4(57). С. 23–31. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=29825595 (дата обращения: 14.12.2019).
ФАО. Положение дел в области продовольствия и сельского хозяйства. URL: http://www.fao.org/state-of-food-agriculture/ru/ (дата обращения: 11.12.2019).

Masserov Dmitry

PhD in Economics, Associate Professor, Department Ecology and Environmental Management, National Research Ogarev Mordovia State University, Saransk

Lomakin Andrey

master’s degree, Department Ecology and Environmental Management, National Research Ogarev Mordovia State University, Saransk

Cherkasov Dmitry

doctoral student, Department Physical and Socio-economic Geography, National Research Ogarev Mordovia State University, Saransk

USE OF ENVIRONMENTALLY FRIENDLY TECHNOLOGIES IN URBAN FOOD WASTE RECYCLING

The use of environmentally friendly technologies helps to solve the problem of recycling urban food waste. The transforming of urban food supply chains creates numerous benefits for sustainable development under the expected urban growth. Food systems are the basis for studying the interaction of other urban systems. Transformations in this area will require parallel innovations in energy infrastructure, transport, water supply systems, management, education, public initiatives and business models.

Keywords: waste, environment, products, system, urban population.