CC BY
213
уровня в единую систему. Это может привести к усилению взаимодействий между названными элементами природно-территориального комплекса и придаст ему системную целостность и устойчивость.
Литература
1. Исаченко А.Г. Продовольственно-ресурсный потенциал и экологическая ёмкость территории России (общие черты и внутренние различия) // Известия Русского географического общества. 2005. Т. 137. Вып. 4. С. 13-32.
2. Кочуров Б., Смирнов А. Эффективность регионального природопользования. Региональные соотношения «насе-
ление — территория — ресурсы — экономика». Креативная активность населения. Добродетели народа // Экономические стратегии. 2007. № 3 (53). С. 32-44.
3. Чибилёв А.А., Дебело П.В. Ландшафты Урало-Каспийского региона: монография. Оренбург: Димур, 2006. 264 с.
4. Гамм Т.А., Гривко Е.В., Долгих Е.С. Об экологической оптимизации городской среды (на примере Южного округа г. Оренбурга) // Вестник Оренбургского государственного университета, 2015. № 6. С. 71-82.
5. Гривко Е.В., Степанов А.С., Шайхутдинова А.А. К вопросу об оптимизации природно-территориального комплекса Восточного Оренбуржья // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2016. № 2 (58). С. 125-127.
Экологическое обоснование места размещения полигона твёрдых бытовых отходов
Е.В. Левин, к.ф.-м.н, Р.Ф. Сагитов, к.т.н, ООО «НИПИЭП»; Т.А. Гамм, д.с.-х.н., профессор, С.В. Шабанова, к.т.н., В.Д. Баширов, д.с.-х.н., ФГБОУ ВО Оренбургский ГУ
Ежегодно вблизи городов и населённых пунктов образуется огромное количество ТБО, которые часто складируются на несанкционированных свалках, что приводит к отчуждению земель на этой территории, загрязнению атмосферного воздуха, поверхностных и подземных вод. Эта проблема актуальна практически для всех населённых пунктов Российской Федерации и вызывает неизменный интерес исследователей [1]. На сегодняшний день наиболее практически применимой является стратегия не переработки, а захоронения ТБО на полигонах [2].
Актуальность настоящего исследования заключается в том, что рассматривается возможность размещения полигона твёрдых бытовых отходов (ТБО) вблизи жилой застройки г. Сорочинска Оренбургской области с разработкой природоохранных мероприятий для сохранения качества компонентов окружающей среды. Накопленные на сегодняшний день на несанкционированной свалке отходы предполагается разместить с уплотнением на проектируемом полигоне в городе. Это позволит на современном этапе решить проблему ликвидации несанкционированной свалки в данном населённом пункте.
Цель работы — разработка экологических мероприятий при проектировании полигона ТБО.
Методы исследования — аналитический, расчётный.
Результаты исследования. Проектная расчётная вместимость полигона ТБО от г. Сорочинска с учётом предполагаемого срока эксплуатации полигона 20 лет составит 432230 м3, или 86446,08 т. Для более продолжительного периода его эксплуатации с запасом вместимости либо для большего количества поступающих отходов в период эксплуатации полигона расчётная вместимость составит 784351,2 м3.
Основными элементами полигона ТБО являются: подъездная дорога, участок складирования твёрдых бытовых отходов, хозяйственная зона, инженерные сооружения и коммуникации. По кадастровому паспорту отводится под размещение полигона 11 га из условий срока его эксплуатации не менее 20 лет. Проектируемая высота полигона составит 14,5 м.
Земельный участок, предназначенный для устройства полигона ТБО г. Сорочинска, находится в долине р. Сакмары и приурочен к её коренному склону, в 5—7 км к югу от города. В геоморфологическом отношении территория относится к Общесыртовско-Предуральской возвышенной провинции степной зоны. Рельеф местности представляет собой пологоволнистую равнину, расчленённую оврагами и балками.
В результате инженерно-геологических изысканий до глубины 80,0 м были вскрыты элювиально-делювиальные четвертичные отложения, представленные суглинками, подстилаемые неогеновыми отложениями, представленными песками, гравийными грунтами и глинами, с поверхности перекрытыми почвенно-растительным слоем и насыпным грунтом. На глубине 11—12 м участок имеет суглинок твёрдый и полутвёрдый. Согласно результатам лабораторных исследований, нормативное значение коэффициента фильтрации составляет 0,007 м/сут. Грунты здесь являются водонепроницаемыми.
Грунтовые воды встречены на глубине 34,0— 36,5 м от поверхности земли и приурочены к неогеновым отложениям. Воды безнапорные, порово-пластового типа. Водовмещающими грунтами являются пески пылеватые. Сезонные колебания уровня подземных вод могут достигать 1,5—2,0 м. Поток грунтовых вод имеет направление с юго-востока на северо-запад, в сторону долин рек Маньяжки и Самары.
Технологическая схема эксплуатации полигона включает четыре очереди. На участке складирования предусматривается котлован с целью получения грунта для промежуточной и окончательной
изоляции. С учётом гидрогеологических условий принято решение о заглублении котлована на 10 м, так как на глубине 16 м грунтовые воды не вскрыты.
Укладка рабочих слоёв ТБО представлена 2 м ТБО и 0,25 м грунта. Площадь рабочей карты составит 205 м2 с шириной, равной 5 м, и длиной 41 м. Поперечный разрез полигона ТБО представлен на рисунке.
Складирование ведут методом надвига — отходы укладывают снизу вверх. Уплотнение осуществляется 4-кратным проходом бульдозера [3].
Компонентами системы сбора фильтрата в основании котлованов являются: рельеф поверхностей котлована, отходы, противофильтрацион-ный глиняный экран, дренажная сеть, приёмные колодцы для сбора фильтрата. Уклон устраивается в сторону ёмкости сбора фильтрата. Дренажные трубы выполняют из полиэтилена высокого давления, устойчивыми к агрессивной среде фильтра. Для защиты грунта, грунтовых и поверхностных вод во время эксплуатации полигона проектируется однослойный глиняный противофильтрационный экран из жирной глины, содержащей не более 5—15% песка, с коэффициентом фильтрации глинистого грунта не более 0,01 м/сут. Для улучшения пластических свойств её замачивают и дают вылежаться, не допуская пересыхания. Толщина экрана — не менее 0,5 м [4].
После заполнения полигона до проектной отметки производят его закрытие и работы по его рекультивации после стабилизации. Для этого последний слой отходов перед закрытием полигона засыпают слоем минерального грунта. Срок процесса стабилизации в данных климатических условиях с учётом предполагаемой высадки деревьев и кустарников должен составить 2 года. Предполагается два этапа проведения рекультивации полигона: технический и биологический.
Для выработки решений по исключению газохимического влияния на атмосферу необходимо определить состав и свойства образующегося биогаза (табл. 1), содержание органических веществ с помощью метода дегазации и конструкцию ре-культивационного покрытия полигона [2].
Технический этап рекультивации полигона включает укрепление внешних откосов полигона путём их выполаживания отсыпкой избыточного минерального грунта и почвы, завоз строительных материалов для устройства многофункционального перекрытия, устройство слабопроницаемого финального перекрытия и создание системы по сбору биогаза. Вслед за техническим этапом рекультивации для защиты сформированных грунтовых поверхностей полигона от ветровой и водной эрозии по склонам и бермам проводят биологический этап — высаживают защитные древесно-кустарниковые насаждения, а по откосам выполняют посев многолетних трав [4].
Объём загрязнённых сточных вод (фильтрат) с рабочих карт захоронения отходов образуется как сумма объёмов инфильтрации атмосферных осадков с поверхности рабочих карт и объёма влаги складируемых отходов при их исходной влажности 30-38% и составит 2,41 м3/сут (879,65 м3/год). Образующийся фильтрат по дренажной системе труб поступает в колодец-отстойник и подаётся на поверхность карт полигона для ускорения процесса стабилизации полигона. Для перехвата дождевых и паводковых вод по границе участка предусматривается водоотводная канава.
Источниками выбросов в атмосферу в период эксплуатации являются выбросы биогаза, внутренний проезд и разгрузка мусоровозов, работа бульдозера. В период эксплуатации будет выделяться 14 загрязняющих веществ в атмосферу,
Рис. - Поперечный разрез полигона ТБО:
1 - наружняя окончательная изоляция;
2 - промежуточная изоляция грунтом;
3 - твёрдые бытовые отходы (ТБО);
4 - водоупорное основание; УГВ - уровень грунтовых вод; Ш - ширина; Н - высота; н - показатель снижения высоты
1. Примерный состав биогаза на полигоне ТБО
Код Вещество Класс опасности ПДК м.р/ ОБУВ, мг/м3 Выброс вещества
г/с т/год
0301 Азота диоксид 3 0,2 0,0105867 0,392286
0303 Аммиак 4 0,2 0,050835 1,883681
0330 Ангидрид сернистый 3 0,5 0,0066763 0,247388
0333 Сероводород 2 0,008 0,0024798 0,091887
0337 Углерода оксид 4 5,0 0,0240346 0,890596
0410 Метан 4 5,0 5,0467802 187,0074
0616 Ксилол 3 0,2 0,0422512 1,565611
0621 Толуол 3 0,6 0,0689563 2,555162
0627 Этиленбензол 3 0,02 0,0090606 0,33574
1325 Формальдегид 2 0,035 0,009156 0,339275
2. Перечень загрязняющих веществ в выбросах от полигона ТБО
Вещество Использ. критерий Значение критерия, мг/м3 Класс опасности Максимально разовый выброс вещества, г/с Суммарный выброс вещества, т/год
Азота диоксид ПДКм.р. 0,2 3 0,0096 0,31679
Аммиак ПДКм.р. 0,2 4 0,0407 1,5069
Азота оксид ПДКм.р. 0,4 3 0,0002 0,0005
Сажа ПДКм.р. 0,15 3 0,0002 0,0005
Ангидрид сернистый ПДКм.р. 0,5 3 0,00551 0,1982
Сероводород ПДКм.р. 0,008 2 0,0020 0,0735
Углерода оксид ПДКм.р. 5 4 0,0234 0,7183
Метан ОБУВ 50 14,037 149,6059
Ксилол ПДКм.р. 0,2 3 0,0338 1,2525
Толуол ПДКм.р. 0,6 3 0,0552 2,0441
Этилбензол ПДКм р 0,02 3 0,0072 0,2686
Формальдегид ПДКм.р. 0,035 2 0,0073 0,2714
Бензин (нефтяной, малосернистый ПДКм.р. 5 4 0,0006 0,00068
в пересчёте на углерод)
Керосин ОБУВ 1,2 0,0003 0,0007
Всего веществ: 14,223 156,2587
в том числе твёрдых: 0,0002 0,00048
жидких/газообразных 14,2231 156,2582
из них 1 - твёрдое и 13 жидких/газообразных. В атмосферный воздух от полигона ТБО выделяются загрязняющие вещества с общим валовым выбросом 156,26 т/год. Максимально возможный выброс составит 14,22 г/с (табл. 2). Размер СЗЗ до жилой застройки - не менее 1000 м.
Для полигона ТБО проект мониторинга включает контроль состояния подземных и поверхностных вод, атмосферного воздуха, почвы и растений, шумового загрязнения в зоне возможного неблагоприятного влияния полигона. Проводится контроль за содержанием в грунтовых водах загрязняющих веществ [2].
Ниже полигона по направлению потока грунтовых вод на расстоянии 50-100 м закладывают скважины для отбора проб воды с целью выявления влияния на них полигона. Выше и ниже полигона на поверхностных водоисточниках и ниже полигона на водоотводных канавах также проектируются места отбора проб поверхностных вод. Отобранные пробы исследуются по гельминтологическим, бактериологическим и санитарно-химическим показателям [4].
Вывод. Полигон ТБО является источником загрязнения объектов окружающей среды в течение длительного периода времени. Возможный ущерб окружающей среде может быть минимизирован при
соблюдении следующих принципов: правильный выбор места размещения полигона и организации СЗЗ; создание элементов искусственной защиты подземных и поверхностных вод; исключение загрязнения почв прилегающих территорий; проведение контроля качества складируемых отходов и мониторинга объектов окружающей среды. Таким образом, в результате предусмотренных мероприятий по охране окружающей среды реализуется безопасность размещения на территории города полигона ТБО.
Литература
1. Барцев И.А. Трофимов О.В., Доценко И.В. Анализ стратегий утилизации и переработки ТБО в Российской Федерации // Управление экономическими системами: электронный научный журнал. 2013. № 9 (57).
2. Левин Е.В. Анализ проблемы образования и использования отходов на примере Оренбургской области / Е.В. Левин, Р.Ф. Сагитов, В.Г. Коротков, С.В. Антимонов // Перспективы развития науки и образования: сб. науч. трудов по матер. Междунар. науч.-практич. конф. Тамбов, 2014. С. 84-87.
3. Сагитов Р.Ф. Пути рационального решения проблемы переработки промышленных отходов в РФ / Р.Ф. Сагитов, С.В. Антимонов, Е.В. Ганин, Ю.С. Иванова, Е.А. Фёдоров // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2015. № 2 (52). С. 246-248.
4. Баширов В.Д. Современные технологии сепарирования и переработки твёрдых бытовых отходов / В.Д. Баширов, Е.В. Левин, Р.Ф. Сагитов, И.Д. Алямов, М.З. Гулак // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2014. № 3 (47). С. 77-80.
