Waste Management: impact and solution

14
University of Nicosia MA Architecture Ecological Design within the Built Environment (ARCH513) Anna Papadopoulou / Petros Lapithis Waste Management: impact and solution Maria Georgiou: U104N0175

Transcript of Waste Management: impact and solution

University of Nicosia 

MA Architecture  

Ecological Design within the Built Environment (ARCH‐513)  

Anna Papadopoulou / Petros Lapithis 

 

 

 

 

 

 

 

Waste Management: impact and solution 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Maria Georgiou:  U104N0175 

Context 

Abstract   

Introduction 

Chapter 1: Waste generation   

I. Municipal waste  

II. Industrial waste  

III. Hazardous waste  

IV. Construction and demolition waste  

V. Mining waste  

VI. waste from electrical and electronic equipment  

VII. biodegradable municipal waste  

VIII. packaging waste 

IX. Agricultural waste  

X. end‐of‐life vehicles and tyres  

Chapter 2: Impact of waste  

Chapter 3: The case of Cyprus 

i. Cypriot Legislation 

ii. Projects and studies for solid waste management 

 

Chapter 4: Innovative waste management: the case study of Hammarby Sjöstad 

Conclusion 

References   

Appendix  

A. Landfills   

B. Waste incinerators   

C. Mechanical – Biological Treatment (MBT) 

D. Composting 

E. Anaerobic digestion (AD) 

F. Recycling 

 

   

Abstract  

     This paper is about waste and waste management. The purpose of this paper is to address the 

problem of impact that the waste and their management cause to the environmental quality and on 

public health and also to inform the public and to raise awareness. It is very important to understand 

the crucial situation around the waste sector in order to be able to deal with and contribute to a 

common effort to proper waste management and giving the opportunity to live in a healthier 

environment that will lead to prosperity and wellbeing.    

  

Introduction 

     Waste is part of our everyday life, buy an item which is subsequently consider it useless and is 

thrown away .The number of waste has increased dramatically in recent years. Studies attribute the 

increased production of garbage in contemporary lifestyle of people. The high living standards drive 

people to buy more, the upgrading in technology, the wide array of materials and objects in the 

market, low cost and design items with a short lifespan, produce larger quantities of waste. 

Everything you buy, sooner or later become waste. Think for a moment, how the world would be if 

all these wastes tend not proper management? What problems can cause?  The growing number of 

waste and its management is one of the major problems plaguing our world today causing serious 

problems to the environment and human health. 

 

Chapter 1: Waste generation   

     According to European legislation ‘Waste’ is defined “as any substance or object which the holder 

discards or intends to or is required to discard”.  

There are ten categorization of waste according European Environment agency: 

a. Municipal waste that including household and commercial. Waste that generally generated 

by households, commercial activities or from other source with similar activities that 

produce materials such as paper, cardboard, metals, textiles, organics (food and garden 

waste) and wood.  

b. Industrial waste including manufacturing are waste comprises many different waste flows 

derived from a wide variety of industrial processes. This category includes the production of 

basic metals, tobacco, wood and wood products and paper and paper products and more. 

c. According to US environmental protection agency (2013) hazardous waste is waste material 

characterized by ignitability (D001), corrosivity (D002), reactivity (D003), and toxicity (D004 ‐ 

D043) as defined by  in 40 CFR Part 261 Subpart C  Code of Federal Regulations. Hazardous 

waste results from a broad spectrum of different sources, such as households, various 

commercial activities but also by the industry of hazardous waste. The hazardous wastes 

tend to different treatment than other non‐hazardous waste. 

d. Construction and demolition waste have to do with the construction sector such as the 

construction or maintenance or demolition of various infrastructures such as buildings and 

roads. Materials subject to this category is concrete, glass, brick, metals, wood, plastics, 

asbestos, solvents and others. 

e. Mining waste includes waste from the processing of ore, waste rock, overburden, that is the 

result of processing, mining of minerals.  

f. Another waste category is the waste from electrical and electronic equipment known as 

WEEE. In this sector is waste from electrical and electronic equipment and appliances such 

as television set, washing machines etc. These wastes come from sources as household, 

commercial and industrial sector. 

g. Food waste and garden waste, paper and cardboard come from domestic sources but also 

from several commercial activity classified as biodegradable municipal waste since these 

materials can undergo biological decomposition. 

h. Any material which can be used to contain, handle, protect, deliver and present goods such 

as aluminium cans, glass bottles, food containers, plastic containers etc. classified as 

packaging waste.   

i. Agricultural waste is wastes from agriculture sector where classified materials such as 

pesticides, machinery or even organic waste. 

j. The last categorization of waste is the end‐of‐life vehicles and tyres that addressed only to 

vehicles that have exceeded their life span. 

 

The increase in waste directly related to population growth as well as urbanization.  

     Worldwide it is estimated that generated 1.3 billion waste tons per year that will be reach at 2.2 

billion tonnes per year until 2025 according Daniel Hoornweg and Perinaz Bhada‐Tata (2012). Based 

on statistics according Karin Blumenthal published on 2011 showed that Europe from 1995 to 2002 

from approximately 490 Kilogram of waste per capita increase to 520 kg per capita, and from 2002 

until 2009 decrease to 510 kg per capita.  

The waste generation numbers vary by country, region, urban population and income level. For 

example, data during 2012 shows that Africa region with 260 million of urban population generated 

0.65 Kg/capita/day that total produce 169,119 tonnes per day. Although Europe and Central Asia 

region with urban population 227 million, generates 1.1 kg/capita/day that total produce 254,389 

tonnes per day.   

 

 

 

 

 

 

 

Chapter 2: Impact of waste  

     Both waste disposal and waste treatment can have negative effects on both the quality of the 

environment and human health.  Waste adversely affect the area in which are deposited or process 

contaminating the air, water and soil until their complete decomposition. The duration for the 

complete decomposition of a material vary depending material and its composition. For example, 

the plastic needs about 1000 years to decompose while the paper 2‐6 weeks. Furthermore 

decomposition of aluminium lasts 80‐200 years in contrast to glass not decomposed at all. During 

decompose emitted into the atmosphere methane and carbon dioxide gases that responsible for 

global warming (International Environmental Technology Centre 2010).  In addition, according to 

Ken Geiser (2002) toxic waste containing mercury, lead etc. when are land disposed constitutes 

extreme risk for the environment and humans. Τhe toxic liquid, contained in products, during 

decomposition distributed the environment through air emissions or absorbed into the soil infecting 

the land and thus infect any crops that are consumed by humans. Also toxic liquid through the soil 

can reach groundwater causing serious infections. 

 

Waste management practices 

     On 2007 in Rome a workshop held by the World Health Organization in order to discuss the 

adverse effects to health and well being caused by the environmental exposure to waste, the 

landfills and the waste incinerators. Expert from different fields like epidemiology, environmental 

science and public health based on stydies and evidence discuss the problems.    

 

Table 1. Routes of exposure in the nearby residents and in the general population 

Population health and waste management: scientific data and policy options, Report of a WHO workshop Rome, Italy, 29–30 March 2007, World Health Organization 2007       The above table shows potential routes of exposure in the nearby residents of landfills in the general population. Some of the adverse health effects are breathing polluted gas by the emission of waste as well as the ingestion of contaminated water or food contaminated through the air water or soil. Through studies observe that people live near landfills stated that noticed symptoms as fatigue, sleepiness or headaches. Scientific evidence shows that the health risk of people live near of areas near landfills can cause low birth weight, birth defect and several type of cancer.   

People lived near incinerators are exposed to high risk due to exposure to chemicals, polluted air, water and soil. Scientific evidence shows that population near those plants especially those that operate without the specific regulations increased the risk to affect among other by cancer or dioxin levels in blood.   

Chapter 3: The Case of Cyprus 

     Although Cyprus is an extremely small part of the European Union measurements recorded on 

waste exceeds greatly the EU average. According to Baka from 2001 until 2010 there is an increase 

in the number of waste is at least 25%, with a dramatic increase over the period of 2009. The 

number of waste generation from 669 kg per capita that record during the period 2001, up to 2010 

reached to 760 kg per capita as estimated by the Eurostat.  

Source: Eurostat (online data code: env_wasmun) 

 

Solid waste in Cyprus is classified into 3 categories, municipal solid waste, industrial waste and other 

types of solid waste. Surveys made in 1993 indicate that the annual quantity of solid waste per 

capita in urban areas amounts to 468 kg, while in tourist areas 670 kg, figuring that a rate of 7% is 

due to the tourist activity of the island, percentage which estimated to reach up to 20% during this 

year.   

 

Cypriot Legislation 

     The entry of Cyprus to the EU inevitably affects the field of environmental protection and arrested 

in the creation and development of relevant legislation. The Republic of Cyprus to align its legislation 

of the European Acquis has proceeded to establish relevant laws with the best possible management 

of waste and consequently the protection of the environment.  

     In 2003 were issued "The Solid and Hazardous Waste Regulations" (Law 562/2003) in order to 

harmonize the Cyprus legislation with the council directive 99/31/EC on the landfill of waste. As by 

definition of the law is clear that the above regulations regulate the procedures and any issues that 

arise on the landfilling of waste in order to reduce the negative environmental impact. 

     In 2011 the Waste Law was enacted for the Cypriot legislation harmonization with multitude 

European directives and regulations. The scope of this law is broader since it is not limited to landfill 

sites but more generally regulates the handling of waste by “adopting measures to protect the 

environment and human health by preventing or reducing the adverse impacts of the generation 

and management of waste and reducing the overall impact of resource use and improving their 

efficiency” (N.185 (I)/2011 the Waste Law of 2011).  

     The Republic of Cyprus in 2002 adopted the Law on Packaging and Packaging Waste Law 

(Directive 94/62 / EC). The law aims to reduce the impact caused by waste (packaging) into the 

environment through the "adoption of measures for the management of packaging and other 

products in order to re‐use and recovery of waste."  

 

Projects and studies for solid waste management 

     In Cyprus, the solid waste management sector falls its competence of the Minister of Interior. The 

minister follows a strategic planning in terms of waste management based on the above legislations.  

Until recently more than 80% of waste ended to uncontrolled waste disposal sites, since was the 

main way for the treatment and management of waste on the island, due to the lack of adequate 

and appropriate facilities.  

 

 

 

 

 

 

Source: Eurostat (online data code: env_wasmun) 

Now according Ministy of Interior website (2015) have been constructed and operated an integrated 

waste management facility for domestic solid waste of Larnaca and Famagusta, transit hub in 

Skarinou to serve the greater area of Larnaca. In Paphos has also constructed a transit station in 

Chrysochou to serve the wider region as also the first space which landfill meets the standards as 

defined by the law. 

At this stage there are a number of projects under study for the creation of integrated unit of Nicosia 

waste management facilities, rehabilitation facilities uncontrolled disposal of Larnaca, Famagusta 

and Paphos and manufacture green point network in Cyprus.  

 

Recycling 

     The recycling sector in Cyprus is based on non‐governmental organizations. In 2006 with the 

foundation of Green Dot Cyprus began efforts to inform and sensitize the public and promote 

recycling. During the last ten years in the field of recycling observed slow but steady increase. The 

recycling sector in Cyprus is only addressed to materials such as glass, paper, plastic and aluminium. 

The competent authority has proceeded to a separate collection of materials into separate 

containers in order to ensure the best quality of the new product. 

Together with the Green Dot Cyprus Ltd have also licensed additional 3 companies, WEEE ‐ 

Electrocyclosis Ltd for electrical and electronic waste, the AFIS Ltd for batteries and latterly the RTM 

for waste tires,  that collect and export waste directly in units abroad because of the lack of proper 

installation in Cyprus.  

 

Chapter 4: Innovative waste management: the case study of Hammarby Sjöstad 

     Waste is an integral part of our society and particularly in our contemporary life . Waste 

generation and the continuous growing number should be directly addressed by taking measures for 

the handling and its treatment in order to reduce and control the environmental and health 

problems that causes. Methods of waste management prevailing today as landfilled, incinerated and 

recycling should be the basis for evolution and innovative ideas. The urban environment facing the 

most acute problems because of increased populations. The waste sector should be part of city 

infrastructure and planning such as mobility and natural environment in order to develop a city that 

is functional and sustainable. 

The Hammarby Sjöstad project is an example of a contemporary and innovative sustainable urban 

design of the Hammaby Sjöstad district in Stockholm, Sweden. This environmental project started in 

2004 and expected to be completed in 2016. The comprehensive planning of the project covers a 

wide range of fields such as environment, transportation, waste, hygienic etc. The “Hammarby 

Model” has it own eco – cycle of energy, waste, water and sewage. The planning of the city improves 

the urban services system, the infrastructure developed and connect the city with Stockholm Water 

Company, the energy Company Fortnum and the Stockholm waste management administration 

(Eco2 Cities 2009). 

 

     Waste management is a crucial part of the city planning consisting of a high efficient automated 

underground waste collection and transportation system that covers the hole area.    

     There are two Envac waste system types the stationary system and the the mobile system. The 

stationary system consists of a system of underground pipes transporting waste to the collection 

point outside of the city for easy access of special vehicles that transfer waste to recycling, landfill or 

incineration. The transport of waste within in the pipelines controled through computers and is done 

with the use of air, which before release to the atmosphere filtered and purified. On the other hand 

the mobile system  is particularly suitable for small residential areas and existing old buildings. 

Waste and end up being stored for a short time in underground tanks. The storage tanks are 

interconnected by a network of underground pipes that leads at connection points of extraction of 

waste by special vehicles. The connection points are located in specific places to avoid access of 

vehicles in courtyards and narrow streets (Envac quide). Due to its central position in gardens, 

courtyards and playgrounds the units designed to be attractive. 

The stationary system 

The mobile system 

Source: Envac (http://www.envacgroup.com/) 

The waste management system addresses three streams combustible waste, organic waste and 

newspaper. Combustible waste collected and transported to a plant where after the incineration 

and recycling is used as heating and electricity. Organic waste collected and transported for 

composting and their conversion into biogas and bio‐fertilizers. Aditionaly, newspapers are recycled 

and converted into new paper. 

     The project provide to the community a practical waste system which aim the waste reduction, 

the restricted use of special vehicles in order to reduce exhaust and carbon dioxide emissions, easy 

separation of materials for recycle, landfill or incineration. The Hammarby Sjöstad project is an 

international model of intefrated planning of sustainable development with the ultimate purpose to 

improve the quality of life creating a clean residential environment.  

 

Conclusion   

     The waste will not stop producing so will continue to be a key problem for the environment and 

health. There are however ways of addressing and minimize the impact through innovative ideas 

and practices, information and awareness of people achieving “In 2050, we live well, within the 

planet’s ecological limits. Our prosperity and healthy environment stem from an innovative, circular 

economy where nothing is wasted and where natural resources are managed sustainably, and 

biodiversity is protected, valued and restored in ways that enhance our society’s resilience. Our low‐

carbon growth has long been decoupled from resource use, setting the pace for a safe and 

sustainable global society." (DECISION No 1386/2013/EU) 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Appendix 

 

Appendix A ‐ Landfills   

Landfills definition by cambridge dictionary is “the process of 

getting rid of large amounts of rubbish by burying it, or a place where rubbish is buried”. The landfills 

should be limited and the least preferred option because through the years and the evolution of 

technology have invented various ways for managing and processing of garbage. In case that landfill 

needed for specific materials have to meet the stringent technical specifications that European 

Union has set of Directive 1999/31/EC on the landfill of waste that make landfills more “friendly” to 

the environment and human by reducing the negative impact and controlled the polution on water, 

soil, air and groundwater. 

 

Appendix B ‐ Waste incinerators   

The second way of waste treatment is the waste incinerators. This solution aim to controlled and 

reduce the waste volume and height of garbage mountains by the combustion of waste. This metod 

started at late of nineteenth century and the first incinerator called “Destructor” was found in UK, 

Machester. The old technology that used on this laboratories cause the several impact due to the 

uncontrolled emmission to the atmosphere  of inorganic emissions  include water (vapour), carbon 

oxide(CO), carbon dioxide (CO2) etc, or organic emissions include VOC etc. The incinerators 

nowadays also placed under strict EU standards with great improvement in the way the plants. 

 

Appendix C ‐ Mechanical – Biological Treatment (MBT) 

The mechanical‐biological treatment refers mainly to textiles, plastics and metals. The specific 

treatment is a step before landfilling that aims the reduction of methane emission. The processing 

includes sorting of waste through a series of mechanical and biological treatment in order to remove 

non‐biodegradable components, reduce the volume and and then composted – landfilling.  

 

Appendix D ‐ Composting 

Composting is the process of anaerobic degradation of the waste. Addressed exclusively on organic 

materials, food and garden waste, vegetable and fruit waste. The composting process can be done in 

factories for large quantities, or even at home since it is not necessary specialized equipment. The 

completion of the composting can last from weeks to months. After the procedure the composted 

material can be used as top soil, soil improver in gardens or agricultural, horticultural development 

as substrate as a natural fertilizer, thus avoiding harmful fertilizers that finding in the market. 

 

Appendix E ‐ Anaerobic digestion (AD) 

Another biological waste treatment is the anaerobic digestion (AD). The procedure is based 

in the complete absence of air due to the sealed vessels that place in order to 

decomposition the waste. The process converts biodegradable waste to a biogas containing 

methane and carbon dioxide that can use as a fuel. The AD treatment, treated animal waste, 

food and garden waste and even a small percentage of paper.  

 

Appendix F ‐ Recycling 

Recycling is a series of actions such as collection of materials described above and by their 

separation. Then each material tends separate processing to create a new product. 

Materials that can be recycled are paper (newspapers, magazines, cardboard), glass, plastic, 

aluminium, metal, wood.   

References  

Journals:   

1. Bakas, I. (2013) Municipal waste management in Cyprus. Copenhagen Resource Institute  

2. European Union. Methodologies & Working papers. (2013) Manual on waste statistics: A handbook for data collection on waste generation and treatment  

 3. Hoornweh, D and Bhada‐Tata. (2012) P. What a Waste: a global review of Solid Waste 

Management. No.15 .World Bank. 

 

4. International Environmental Technology Centre. (2010) Waste and Climate Change: Global 

trends and strategy framework  

 5. Report of a WHO workshop Rome. (2007) Population health and waste management: 

scientific data and policy options. World Health Organization  

6. Smith, A.,  Brown, K.,  Ogilvie, S.,  Rushton, K & Bates, J. (2001)  Waste Management Options 

and Climate Change. European Commission,  Issue 1.1 

 

7. Suzuki, H.,  Dastur, A., Moffatt, S. and Yabuki, N. (2009). Eco2 Cities: Ecological Cities as 

Economic Cities. The World Bank 

 

Books:  

Geiser, K. (2002) Source reduction: Quantity and toxicity Part 6b Toxicity reduction. In 

Tchobanoglous, G and  Kreith, F. Handbook of solid waste management. 2nd edit. McGRAW‐HILL 

 

Websites: 

1. Code of Federal Regulations. (2012) Available from:< http://www.gpo.gov/fdsys/pkg/CFR‐

2012‐title40‐vol27/xml/CFR‐2012‐title40‐vol27‐part261‐subpartC.xml >. [Accessed 14/4/2015] 

 

2. European topic centre on sustainable consumption and production. (2013) Available from :< 

http://scp.eionet.europa.eu/themes/waste/#1>. [Accessed 17/5/2015]  

3. Ministry of Interior. (2015) Available from:< 

http://www.moi.gov.cy/moi/moi.nsf/All/0D906373A3A74AC9C2257A98002FC82B>.[Accessed 8/5/2015]  

4. US environmental protection agency. (2013) Available from : 

      < http://www.epa.gov/waste/hazard/wastetypes/characteristic.htm >. [Accessed 6/5/2015]