Антропогенный мусор, как правило, имеет сложный состав, то есть является гетерогенной смесью. Он состоит в основном из твёрдых веществ с некоторыми количествами жидкостей и газов. Они представлены в объёме выброса в разных долях и комбинациях. Природный мусор часто однороден и может моделироваться гомогенным выбросом.
В природные среды отходы, отбросы и мусор попадают, как правило, в виде выбросов, в которых загрязняющие вещества представляют собой смесь твёрдых тел, жидкостей и газов. Характеристикой, определяющей принадлежность выброса к объектам мусора, является, очевидно, степень его «твёрдости», то есть доля твёрдого вещества в нём. Опишем эту характеристику математически [1].
В общем случае масса М компактного объёма разнофазной смеси загрязняющих веществ выброса может быть записана в следующем виде:
М = Мт + Мж + Мг, (1)
где
Мт, Мж, Мг — соответственно, масса твёрдой, жидкой и газообразной его составляющих.
Вводя массовые концентрации отдельных фракций выброса с помощью выражений:
α = Мт/М;
β = Мж/М;
γ = Мг/М,
можно формулу (1) представить так:
1 = α + β + γ.
Откуда выражение для доли твёрдой фазы в выбросе записывается в следующем окончательном виде:
α=1-β-γ. (2).
При получении этих соотношений предполагалось, что выброс представляет собой компактный объём с примерно равномерным распределением в нём различных компонентов, а его газовая составляющая γ — это смесь воздуха с газами, выделяющимися из твёрдой и жидкой фаз.
Соотношения параметрова, β и γ в каждом конкретном выбросе загрязняющих веществ определяют его плотность («твёрдость») и следовательно принадлежность к одной из трёх категорий мусорных отходов: твёрдым, жидким или полужидким. Причём, объект является мусорным при
α ≥ α*,
где
α* — критическое значение массовой плотности загрязняющего выброса, задаваемое из физических или технологических соображений.
Необходимо отметить, что из-за слабой разработанности экскретной тематики в нашей стране эти термины нельзя считать устоявшимися и имеющими конкретные числовые значения. Для примера можно рассмотреть состояние этого вопроса в одной из наиболее «продвинутых в мусорном отношении» стран — в США, где традиционно используется классификация мусора на основе различных числовых значений записанных выше параметров.
При рассмотрении выбросов загрязняющих веществ в виде смесей твёрдых тел и жидкостей "твёрдыми отходамиАзоИй waste\ в США считаются «материалы, содержащие менее 70 % воды» [31], то есть со значением коэффициента
β < 0,7 (α* = 0,3).
При учёте формулы (2) и значения = 0,3 приходим к соотношению, определяющему твёрдость выброса, то есть принадлежность его к мусорному объекту. Оно записывается так:
α + γ ≥ 0,3. (3)
Из соотношения (3) следует, что при массовом содержании твёрдого вещества и газов в выбросе, превосходящем 30 %, его следует причислить к «твёрдым отходам» (в России — ТБО).
Если пренебречь газовой составляющей γ (на практике почти всегда присутствие газа в твёрдофазных и жидкостных выбросах носит «следовый» характер), то есть считать, что α < 1 то, приходим к приближённой оценке «твёрдости» мусорных отходов:
α ≥ 0,3. (4)
Таблица № 1.2.
Содержания воды в физических телах при влажности окружающего воздуха 80 % [119]и соответствующие значения параметра α
«Жидкими отходами» \liquid waste\ признаются отходы, содержащие менее 1 % твёрдого вещества, то есть при
α <0,01 (β + γ > 0,9). (5)
Существуют также «полужидкие отбросы»\sludge\, содержащие от 3 % до 25 % твёрдых материалов:
0,25 ≤ а ≥ 0,03. (6)
(Неопределенность числовых значений этого параметра в диапазонах концентраций от 1 % до 3 % и от 25 % до 30 % — на совести авторов публикации [8]). Области определения параметра а представлены на рисунке 1.3.
Природный мусор универсальный и носит неизменный характер независимо от географических, метеорологических или временных характеристик исходных объектов. В отличие от него антропогенный мусор многолик, неоднозначен и носит индивидуальный характер. То, что является мусором для одного предприятия или человека, может представлять потребительский интерес для других объектов. Кроме того, такой мусор по-разному может пониматься и восприниматься в различных географических местах, в разных социальных группах и в различные исторические времена. Таким образом, строго говоря, понятие антропогенного мусора является весьма неопределённым и расплывчатым и трактуется применительно к конкретной обстановке.