CC BY
373
Иванова Ю.С., Каздым А.А.
ОБ АКТУАЛЬНОЙ ОПАСНОСТИ СТИХИЙНЫХ СВАЛОК БЫТОВОГО МУСОРА
Ivanova Yu. S., Kazdym A. A.
ABOUT THE REAL ENVIRONMENTAL HAZARD OF DUMPS OF HOUSEHOLD GARBAGE
Ключевые слова: Деградация почвенного покрова, загрязнение почвы, свалки, бытовой мусор.
Keywords: Degradation of soil cover, soil pollution, waste dumps, household garbage.
Аннотация
В статье обосновывается актуальная экологическая опасность такого широко распространенного явления как замусоривание окружающей среды, на примере воздействия стихийных свалок бытовых отходов на почвенный покров территории г. Ульяновска.
Abstract
The article explains the real environmental hazard of usual littering on the example of negative impact of household garbage dumps on the soil cover in the city of Ulyanovsk.
Стихийные свалки бытового мусора - весьма распространенное явление, знакомое практически каждому жителю России, и это традиционно одна из первых проблем, на которую обращают внимание, когда речь заходит об экологии и охране окружающей среды. Многочисленные мусорные свалки в населенных пунктах и за их пределами воспринимаются как безусловное нарушение эстетики окружающей среды и формируют субъективные представления об опасности.
Как правило, какой-либо техногенный объект или явление считается потенциально опасным до тех пор, пока недостаточно сведений о характере его воздействия на окружающую среду и (или) здоровье человека. Такая ситуация для одних людей является препятствием в защите своего права на благоприятную окружающую среду, а для других -поводом для дальнейших экологических правонарушений.
Свалки как локальный источник загрязнения воздействуют в первую очередь на почвенный покров территории, и характер этого воздействия можно установить с помощью специализированных эколого-геохимических исследований, которые могут быть дополнены и другими специальными анализами.
Нами в 2009-2010 годах в г. Ульяновске были проведены такие исследования, основные результаты их представлены в настоящей статье.
Прежде всего, следует отметить, что локальная стихийная свалка часто отождествляется с поверхностным захламлением земель строительным, бытовым и другим мусором, что не предполагает ответственности за загрязнение и деградацию почв. Однако уже при отборе образцов почвы на таких участках становится очевидным, что они представляют собой своеобразный аналог культурного слоя: компоненты мусора концентрируются не только на поверхности захламленного участка, но также включены в почвенный профиль на различной глубине (от 5 см до 2 м).
В некоторых случая эти искусственные включения представлены преимущественно строительными отходами (металлические изделия, обломки кирпича, шифера, строительный щебень, куски полиэтилена, осколки стекла, отходы строительных смесей) и бытовыми отходами (остатки органических пищевых отходов и упаковки, компоненты текстильных изделий, электроники и бытовой техники), визуально выделяемыми в исследуемом профиле.
В составе мусорных отложений на свалках практически всегда встречаются отходы медикаментов, электроники, бытовой химии (косметики, красок, лаков, эмалей, клеев, средств по уходу за обувью), отработанные лампы накаливания и ртутные, распылительные баллоны, бытовые элементы питания, упаковка из-под пестицидов и удобрений -компоненты, которые во всем мире характеризуются как опасные и подлежат специальной утилизации.
Однако визуальный макроморфологический анализ не позволяет корректно оценить воздействие свалки на почву в том случае, если в образце отмеченные искусственные включения встречаются единично или отсутствуют. В данном случае необходимо прибегать к более точными методам, одним из которых является литолого-микроморфологический анализ, примененный нами для исследования захламленных почв г. Ульяновска.
Суть данного анализа заключается в том, что из почвенных образцов ненарушенного сложения путем цементации (пропитки) их смолой изготавливаются монолиты, которые впоследствии распиливаются на тонкие пластины, пригодные для изготовления т.н. прозрачных шлифов, толщиной 25-30 мкм, для оптического изучения с применением поляризационных (петрографических) микроскопов.
Степень антропогенного (техногенного) нарушения почвы при использовании данного метода можно установить как по качественным, так и по количественным признакам. Признаками качественного изменения почв являются такие наблюдаемые свойства, которые не характерны для зонального типа почв - например, изменение их структуры, минерального состава, обнаружение искусственных включений на микроуровне. Количественные же признаки устанавливаются по проценту от площади шлифа репрезентативного образца. Так, если мы наблюдаем признаки естественной почвы не по всей площади шлифа, а лишь в отдельных агрегатах, то это свидетельствует о том, что перед нами «материал» сильно нарушенной почвы. Аналогичным образом оценивается «количество» техногенных признаков: чем большую площадь шлифа они занимают, тем сильнее нарушена почва. На рисунке 1 для сравнения проиллюстрированы случаи минимального (а) и максимального (б) антропогенного (техногенного) изменения почвы на участках стихийных свалок.
При исследовании шлифов, изготовленных из отобранного почвоподобного материала, установлено, что данные образцы представляют преимущественно фрагменты почв
(рис. 1 а). Микростроение материала весьма неоднородно, что обычно не свойственно естественным почвам. Структура исследованных образцов рыхлая; агрегаты, блоки, поры, трещины - элементы почвенной структуры - преимущественно неправильной формы. В верхних исследованных горизонтах обнаружены фрагменты почвенных агрегатов, происхождение которых связано с нижележащими почвенными горизонтами, что свидетельствует о перемешанности профиля на глубину до нескольких десятков сантиметров; кроме того, на поверхность часто оказывается вынесенным материал материнской (почвообразующей) породы - а это показатель мощного техногенного воздействия на почвенно-геологическую среду. И хотя последний факт может быть никак не связан с воздействием стихийной свалки, тем не менее такая ситуация свидетельствует о том, что нарушен естественный почвенный геохимический барьер для веществ-загрязнителей, вымываемых из мусорной толщи, расположенной на поверхности.
Рисунок 1. Нарушение почвы на участках стихийных свалок бытового мусора
(пояснения в тексте).
На участках стихийных свалок в результате постоянного сжигания накопившегося мусора происходит изменение минеральной матрицы почв, о чем свидетельствуют следы термического (пирогенного) воздействия на зернах минералов кварца и глауконита, при котором происходит интенсивное ожелезнение и частичное спекание агрегатов, - и такая картина наблюдается на различной глубине - от 0.. .3 до 20.. .50 см.
Кроме того, на свалках интенсивно изменяется структура почвы, вплоть до заполнения основного объема шлифа искусственными компонентами, типичными для культурного слоя города (рис. 1 а), среди которых отмечены обломки кости, включения угольков и органического вещества в различной степени разложения, а также металлическая стружка, разрушающиеся полимерные отходы, обломки известняка, строительной извести, кирпича или обожженной глины и др.
Более половины всех исследованных объектов уже не могут быть отнесены к почвам - это скорее группа современных техногенных отложений повышенной экологической опасности, поскольку в их профиле присутствуют строительные и бытовые отходы, загрязняющие вмещающую среду тяжелыми металлами (ТМ) и продуктами разложения органических
остатков, что устанавливается по результатам эколого-геохимических исследований.
Данные исследования предполагали изучение структуры и контрастности геохимических аномалий в почве на участках свалок. Здесь под структурой аномалии понимается набор приоритетных элементов-загрязнителей, а под контрастностью -величина их содержания относительно фонового уровня и гигиенических нормативов. Фоновый уровень определялся по состоянию незагрязненных почвенных участков в парках г. Ульяновска; в качестве гигиенических нормативов использовались значения ПДК и/или ОДК загрязняющих веществ в почвах согласно СанПиН 42-128-4433-87 и ГН 6229-91.
В результате эколого-геохимического анализа удалось установить, что в местах стихийных свалок действительно имеет место аномальное содержание ТМ в почвах. По максимальной величине превышения фонового уровня элементы-загрязнители располагаются в следующий ряд: Zn, РЬ, Си, Cd, Сг, As. Концентрации этих элементов высоко контрастны по отношению к показателям незагрязненных городских почв: содержание валового цинка превышено в 7-20 раз, свинца - в 2-16 раз, меди - в 4-9 раз, кадмия - в 2-3 раза, хрома и мышьяка - в 3 раза.
Отметим, что для ТМ существует такая закономерность: 2-3-х кратное превышение фонового уровня соответствует российскому нормативу ПДК или ОДК (справедливо для валовых форм меди, цинка, свинца и др.). Следовательно, все случаи превышения фона
более чем в 3 раза сигнализируют об актуальной опасности данных загрязненных участков. Большинство исследованных в г. Ульяновске захламленных почв оказались именно актуально опасными, поскольку содержание свинца в них превысило ОДК в 3,9 раза, цинка - в 3,8 раза, кадмия - в 3,4 раза, мышьяка - в 2,8 раза.
Содержание подвижных ТМ лишь подтверждает эти данные. Образцы были отобраны в летний период, когда содержание ТМ в подвижной форме во всех почвах, в т.ч. и загрязненных, обычно достигает сезонного минимума, но и в это время их концентрации многократно превышали установленные гигиенические нормативы: для свинца - до 29 ПДК, цинка - 9 ПДК, меди - 2 ПДК, а также кадмия - в 6 раз выше фонового уровня (норматив ПДК для подвижной формы кадмия отсутствует).
Накопление в среде обитания человека таких рассеянных элементов, как свинец и кадмий, и таких микроэлементов, как медь, цинк и мышьяк в высоких аномальных концентрациях приводит к изменению оптимальной геохимической обстановки, в которой эволюционно были сформированы наземные экосистемы. Почвенный покров аномальных участков загрязнен преимущественно соединениями ТМ, которые относятся к химическим загрязняющим веществам 1 класса опасности и являются наиболее токсичными для живых организмов.
По суммарному показателю загрязнения почвы большинство исследованных участков характеризуется средним (умеренным) уровнем загрязнения, но варьирование возможно от слабого до чрезвычайно сильного уровня загрязнения. Несмотря на то, что экологическая обстановка при среднем уровне загрязнения почвы характеризуется как умеренно опасная, тем не менее, в этом случае уже происходит переход к нестабильному состоянию среды обитания, и данные территории характеризуются повышением уровня общей заболеваемости населения.
В заключение следует отметить, что многочисленные мусорные свалки являются, прежде всего, техногенно-информационным загрязнением среды обитания человека и зачастую свидетельствуют о своей действительной, актуальной опасности и без проведения трудоемких и дорогостоящих исследований. Но, поскольку критерий «очевидности» отсутствует в гигиенических нормативах, нами в рамках специальных исследований установлено, что даже небольшие локальные свалки бытового мусора приводят к потере почвенного ресурса, который необходим для поддержания нормальной экологической обстановки на освоенных человеком территориях.
