CC BY
376
УДК 504.054
С. В. Куксов, Л. А. Осипова, Е. Н. Щербакова,
С. А. Каргин, Л. М. Елчиева
Астраханский государственный технический университет
ПОЛИГОНЫ ТВЕРДЫХ БЫТОВЫХ И ПРОМЫШЛЕННЫХ ОТХОДОВ
Введение
В решении природоохранных задач одно из ведущих мест занимает проблема складирования и утилизации отходов. Полигоны твердых бытовых и промышленных отходов обладают широким спектром действия на природную среду. Чрезвычайно разнородные по составу отходы при контакте с геологической средой претерпевают сложные химические и биохимические изменения. В результате выделяются многочисленные соединения в жидком, твердом и газообразном состоянии. Наблюдается также значительное выделение тепла, газа, часто имеют место поверхностные и подземные пожары [1].
Химическое воздействие полигонов возможно за счет выделения вредных веществ с эмиссиями фильтрата газовых выбросов и при разносе твердых отходов. При растекании фильтрата происходит загрязнение почв, растительности, подземных вод. Выделение газа в процессе разложения отходов и дыма при горении вызывает загрязнение атмосферного воздуха.
Биогенное воздействие выражается в привлечении и размножении птиц, насекомых, млекопитающих [1, 2].
Загрязнение территорий, на которых располагаются полигоны, химическими компонентами отходов производства и потребления отрицательно влияет прежде всего на геохимический фон почв, почвогрунтов и подземных вод, на их физико-химические свойства. Опасным может оказаться и вторичное загрязнение природных компонентов вследствие разложения органических составляющих тех или иных отходов, в результате чего могут образовываться высокотоксичные соединения [1, 2].
Исследованиями зарубежных и отечественных ученых на протяжении последних десятилетий доказано, что захороненные твердые и пищевые отходы создают серьезную обстановку в местах захоронения, так как содержат значительное количество токсичных соединений (до 100 наименований). В бытовых отходах могут содержаться различные красители, краски, лаки, ртуть, растворители, свинец и его соли, лекарства, пластмассы, синтетические материалы, полихлорбифенилы, металлические банки и др. Все эти загрязнители попадают на свалки и полигоны в результате поступления сюда неразобранных отходов, отсутствия входного контроля на полигонах. Кроме того, на полигоны попадают и отходы, которые могут быть возвращены в рецикл и, после соответствующей обработки, способны служить вторичным материальным ресурсом [3, 4].
По мере складирования отходов накапливаются потенциально опасные загрязняющие вещества, миграция которых продолжается длительное время и после закрытия полигона, так как разложение отходов и вынос веществ из тела полигона совершается до устойчивого равновесия с окружающей средой [4-6].
Эти процессы не последнюю роль играют в том, что более 100 млн россиян из 147,6 млн проживают в экологически неблагоприятных условиях. Только 15 % городских жителей России живут на территориях, где уровень загрязнения воздуха соответствует нормативам. Почти 50 % населения вынуждено пользоваться водой, качество которой не отвечает установленному. При этом две трети водных источников России непригодны для питья; многие реки превращены в сточные канавы [1-3].
Если в 1970 г. общий объём загрязняющих природную среду отходов производства составлял 40 млрд т, то к 2000 г., по экспертным оценкам, он может увеличиться до 100 млрд т, т. е. в 2,5 раза. За последнее время объём загрязнений увеличился в 10 раз [1, 4].
Быстро сокращается биологическое разнообразие природы России, гибнут экосистемы лесов, тундр, болот, каждый десятый вид растений и животных находится на грани исчезновения [1, 2].
В последние годы демографическая ситуация в стране крайне осложнилась. Смертность превышает рождаемость в 1,7 раза. Ежегодно население России сокращается почти на 1 млн человек. Состояние здоровья подростков можно охарактеризовать как критическое. Если оно не изменится, то лишь 54 % детей, которым сейчас 16 лет, смогут дожить до пенсионного возраста [1].
Загрязнение поверхностных и подземных вод, растительности, донных отложений, атмосферы в районах полигонов происходит с различной скоростью и имеет различные масштабы. Оно зависит не только от площади и мощности отходов, но и от суммарного количества загрязняющих веществ, вовлеченных в процесс техногенной миграции. Опасность загрязнения объектов окружающей природной среды (атмосферного воздуха, почв, растительности и животного мира) скоплениями твердых бытовых и промышленных отходов зависит от ряда факторов: состава, формы и дисперсности отходов, их токсичности, условий хранения и захоронения, герметичности объектов хранения и захоронения, природноклиматических условий района расположения полигонов [1, 2].
Анализ, проведённый на ряде свалок и полигонов, показал высокое содержание загрязняющих веществ в фильтратах, формирующихся на теле свалки при взаимодействии отходов с инфильтрующимися атмосферными осадками (рис.). Сравнения проводились с предельно допустимой концентрацией (ПДК) загрязняющих веществ в воде водоёмов хозяйственнопитьевого и культурно-бытового водопользования.
Анализ фильтрата ряда свалок показал превышение ПДК по биохимическому потреблению кислорода (БПК) в 2 120, раз по химическому потреблению кислорода (ХПК) - в 1 942 раза. Показательно наличие азота -в большей степени в аммонийной форме.
8 9 1
6
5
Загрязнители природной среды, содержащиеся в фильтрате:
1 - сухой остаток; 2 - нитраты; 3 - аммоний; 4 - хлориды; 5 - железо;
6 - марганец; 7 - хром; 8 - натрий; 9 - барий
Фильтрат, образующийся в процессе выщелачивания, биодеградации, химических реакций, содержит многочисленные компоненты органических и минеральных веществ.
Чрезвычайно большое значение имеет изоляция отходов от поверхности земли и очистка вод фильтрата.
Отмечается негативное влияние свалок на состояние почв и атмосферный воздух. В почвах, находящихся под воздействием пылеватых частиц, и стоках с полигонов обнаружено присутствие таких микроэлементов, как никель, медь, барий, марганец, титан, свинец, цинк, кобальт, кадмий, ртуть. Все они были зафиксированы в 500-метровой санитарнозащитной зоне. В ряде случаев почва и растительность вблизи свалок загрязняются на расстоянии до 1,5 км.
В свалочных грунтах содержание тяжёлых металлов в десятки раз превышает ПДК в почвах. Отмечается загрязнение почвенных горизонтов медью, кадмием, цинком, кобальтом.
Хотя загрязнение почвы скрыто от непосредственного наблюдения, оно не менее опасно, а в ряде случаев более опасно, чем загрязнение атмосферы, так как процессы генерации или самоочищения протекают в почвах гораздо медленнее, чем в воздушной среде, накапливающиеся токсичные вещества способствуют постепенному изменению химического состава почвы.
Изучение влияния свалок на качество атмосферного воздуха показало загрязнение последнего над большей частью полигона фенолом (0,0008-0,0013 мг/м3), метаном (5,07-156, 72 мг/м3), аммиаком (до 5 мг/м3) и сероводородом (до 5 мг/м3). При возникновении пожаров дополнительно возможно выделение тепла и таких загрязнителей, как диоксид серы, оксиды азота, сажа. Газообразные компоненты могут образовываться и за счёт бактериальной активности. Такими газами обычно являются аммиак, диоксид
углерода, метан и в меньшей степени сероводород. Главными параметрами, влияющими на скорость образования газов и их состав, являются температура, влажность, плотность отходов и величина рН.
Продукты разложения разнообразных отходов могут служить питательной средой для различных микроорганизмов, в том числе и болезнетворных, поэтому необходимо в перечень контролируемых параметров грунтовых вод и почвы включить микробиологические показатели. В грунтовых водах необходимо определять ХПК и БПК.
Людям необходимо осознавать, что ухудшение состояния окружающей среды представляет значительно большую угрозу для их будущего, чем даже военная угроза. Человечество должно спешить с реализацией экологических природоохранных программ. Времени на обдумывание проблем не остается. Более того - потребуются столетия, чтобы приостановить дальнейшее уничтожение природы и отодвинуть приближение экологической катастрофы во всём мире, в том числе в России. Чуда не произойдёт, пока человечество так безжалостно и бездушно будет эксплуатировать и природу, и самого себя.
СПИСОК ЛИТЕРА ТУРЫ
1. Протасов В. Ф. Экология, здоровье и охрана окружающей среды в России: Учеб. и справ. пособие. - М.: Финансы и статистика, 1999.
2. Разработка нормативной базы и балансовых схем водопользования и образования отходов АГК: Отчет о НИР / Астрахан. науч.-исслед. и проект. ин-т газ. промышленности (АНИПИгаз); Руководитель В. А. Андрианов. -Астрахань, 1997.
3. Батищев В. В., Кияшкин В. И., Довгань С. А. Полигон ТБО Воронежа и состояние подземных вод // Экология и промышленность России. - М.: Машиностроение, 2000.
4. Игнатович Н. И. Организация и ведение экологического мониторинга полигонов твёрдых бытовых и промышленных отходов на Северном Кавказе // Обзор. инфор. - М.: ВИНИТИ. Науч.-техн. аспекты охраны окружающей среды. - 1995. - Вып. 3.
5. Грибанова Л. П., Гудкова В. Н. Организация и ведение экологического мониторинга на полигонах твёрдых бытовых и промышленных отходов Московского региона. - М.: ВИНИТИ. Науч.-техн. аспекты охраны окружающей среды. -1999. - Вып. 3.
6. Геоэкологические исследования на Уфимской городской свалке / Х. Н. Зайнуллин, Р. Ф. Абдрахманов, Е. Ж. Галимова, Ю. П. Чечёткина // Уфа, Россия: Третий Междунар. конгресс «Вода: экология и технология». ЭКВАТЭК-98: Тез. докл.; 26-30 мая 1998 г. - М., 1998. - С. 193-195.
Получено 31.03.05
SOLID DOMESTIC AND INDUSTRIAL WASTE GROUNDS
S. V. Kuksov, L. A. Osipova, E. N. Shcherbakova,
S. A. Kargin, L. M. Elchieva
The problem of waste warehousing and utilization is one of the most important tasks that the conservancy has to solve. Solid domestic and industrial waste grounds possess a wide action spectrum on the natural environment. The analysis of polluting substances of a waste filtrate taken from some dumps and grounds has shown the excess of maximum permissible concentration (MPC) on biochemical consumption of oxygen in 2,120 times, chemical consumption of oxygen - in 1,942 times and the presence of nitrogen in the ammonium form. The excess of MPC of heavy metals (copper, cadmium, zinc, cobalt) in dump soils is marked.
