CC BY
87
УДК 502.3:504.5:614.71
И.С. Костырина1, И.В. Архипова1, А.С. Шатова2
ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ПРИЗЕМНОГО СЛОЯ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА ЖИЛЫХ ЗОН В РАЙОНЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ ПОЛИГОНОВ ТБО (НА ПРИМЕРЕ ТОПЧИХИНСКОГО РАЙОНА АЛТАЙСКОГО КРАЯ)
1Институт водных и экологических проблем Сибирского отделения РАН (Барнаул) 2ГОУ ВПО «Алтайский государственный университет» (Барнаул)
В работе представлены результаты оценки качества приземного слоя атмосферного воздуха жилых зон в районе воздействия полигонов ТБО на примере Топчихинского района Алтайского края. Проведена инвентаризация, полигонов ТБО Топчихинского района, создана база данных характеристик полигонов ТБО, рассчитаны, максимальные концентрации загрязняющих веществ в приземном, слое атмосферного воздуха с использованием, программного комплекса «ЭРА», версия 1.7. В результате проведенных расчетов установлено отсутствие превышений ПДК на территории большинства полигонов. Превышение ПДК по полигону с. Топчиха указывает, на вероятностное воздействие компонентов биогаза и. продуктов горения отходов на население прилежащей, территории.
Ключевые слова: полигон ТБО, качество атмосферного воздуха, программный комплекс «ЭРА»
EVALUATION OF QUALITY OF AIR-GROUND INTERFACE OF RESIDENTIAL ZONES NEAR AREAS OF DISPOSAL OF SOLID DOMESTIC WASTE (USING THE EXAMPLE OF TOPCHIKHINSKIY REGION OF ALTAY KRAI)
I.S. Kostirina1, I.V. Arkhipova1, A.S. Shatova2
11nstitute for Water and Environmental problems SB RAS, Barnaul
2Altay State University, Barnaul
The evaluation of surface atmospheric layer quality in the residential areas subjected to the impact of landfill sites with, solid, domestic wastes is made by the example of the Topchikhinsky region of Altai Krai. The landfills inventory was made; the data base on the dumps was created; maximum, allowable concentrations (MAC) of pollutants in the surface layer were calculated using "ERA” device (Version 1.7)).The calculations show that MAC is not exceeded on most territories of landfills, while the increased MAC in the Topchikhinsky region is evidence of probable impact of biogas components and. combustion, products of landfills on the population, of the adjacent territory.
Key words: Junkyard, аir quality, Software Package «ERA»
В условиях круговорота веществ и энергии в системе «окружающая среда (ОС) — социум» острым вопросом является обращение с отходами. Последней стадией в обращении с бытовыми и промышленными отходами (4 — 5 класса опасности) является их размещение/захоронение. Данная стадия проходит на полигоне твердых бытовых отходов (ТБО), которая является источником загрязнения окружающей среды (загрязнение почвенного покрова, проникновение компонентов отходов в грунтовые воды, приземный слой атмосферного воздуха (биогаз, продукты пыления и горения отходов), формирование условий для развития антропозоонозов).
Для минимизации воздействия полигонов ТБО на окружающую среду необходимо соблюдение норм и правил их размещения и эксплуатации. Так, в обязанности собственника полигона входит организация экологического мониторинга на данном объекте. Однако фактически не соблюдаются санитарные нормы и правила хранения отходов, допускается горение отходов на полигоне ТБО. Как показывает практика, собственниками полигонов ТБО в сельских административных районах являются администрации поселений. В соответствии с Уставом муниципального образования сельских
советов, к вопросам местного значения отнесены организация сбора и вывоза бытовых отходов и мусора с территории поселения, а также организация свалок для размещения данных отходов.
Подобная ситуация наблюдается в сельских районах Алтайского края и в том числе — на территории Топчихинского района. Он является типичным сельскохозяйственным районом (земли сельскохозяйственноного назначения занимают более 70 % территории), расположен в юго-восточной части Западно-Сибирской равнины, в центральной части Алтайского края.
Согласно действующему законодательству в области охраны окружающей среды — п. 1. ст. 12. гл. 2 ФЗ № 99 от 4 мая 2011 г. «О лицензировании отдельных видов деятельности» (ранее руководствовались ФЗ № 128 от 08.08.2001 г. «О лицензировании отдельных видов деятельности»), ФЗ № 7 от 10 января 2002 г. «Об охране окружающей среды» и ФЗ № 26 от 24 апреля 1998 «Об отходах производства и потребления» деятельность по обращению с отходами I — IV классов опасности подлежит лицензированию.
Согласно исследованию, проведенному при разработке схемы территориального планирова-
ния района (в 2007 — 2010 гг.), установлено, что на территории расположено 20 полигонов ТБО. Все они размещены на землях сельскохозяйственного назначения и не имеют лицензии на осуществление деятельности по сбору, использованию, обезвреживанию, транспортировке, размещению отходов I — IV класса опасности. В 2011 г. информация по полигонам ТБО Топчихинского района была уточнена: среди 20 поселений, где расположены полигоны ТБО, только 5 оформили документацию на данный объект, 9 — находятся на стадии оформления и 6 — не имеют никакой документации на объект хранения отходов. Данная ситуация на практике выражается в отсутствии контроля за осуществление деятельности на объектах хранения отходов. Причинами отсутствия документации на объекты, ненадлежащего контроля и, соответственно, нарушения природоохранного законодательства являются недостаточное финансирование поселений, а также халатность ответственных лиц администраций поселений.
Основной целью исследования явилось выявление воздействия полигонов на качество атмосферного воздуха селитебной территории населенных пунктов района.
МЕТОДИКА
Для оценки качества приземного слоя атмосферного воздуха проводят натурные замеры (мониторинговые, сезонные, единичные) либо теоретически рассчитывают фоновые концентрации загрязняющих веществ по данным ближайших постов Росгидромета. Данные исследования являются материально затратными, кроме того единичные пробы атмосферного воздуха не отражают истинного качественного состава атмосферного воздуха. В данной ситуации рационально применение расчетного способа концентраций загрязняющих веществ в приземном слое атмосферного воздуха.
С целью выявления превышений предельно допустимых концентраций загрязняющих веществ в приземном слое атмосферы в санитарно-защитных и жилых зонах был проведен расчет рассеивания в атмосферу вредных веществ. Нами использован программный комплекс «ЭРА», версия 1.7, разработанный Отделом экономики промышленных центров СО РАН и фирмами «ЭКОСОД» и «ЛОГОС» и согласованный в установленном порядке в ГГО им. А.И. Воейкова, органах РосПотребНадзора и сертифицированного ГоСТом РФ.
Источниками информации явились: официальные статистические данные администраций поселении Топчихинского района, схема территориального планирования Топчихинского района, фондовые и картографические материалы ИВЭП СО РАН, а так же данные космоснимков.
Рассмотрим основные этапы проведенного исследования:
1. Инвентаризация источников загрязнения атмосферы.
• определение местоположения, метеоусловий территории;
• расчет среднегодового количества складируемых отходов для каждой из свалок с использованием параметров: год образования полигона, площадь полигона, численность населения в поселении, к которому относится полигон, инфраструктура поселения, технологический цикл предприятий;
• создание базы данных характеристик полигонов ТБО Топчихинского района.
2. Расчет валовых выбросов загрязняющих веществ стандартным методом.
3. Расчет рассеивания в атмосферу вредных веществ с использованием программного комплекса «ЭРА», версия 1.7.
• формирование базы данных в программном комплексе «ЭРА», версия 1.7;
• работа с блоком картографирования;
• определение положения полигона ТБО и его санитарно-защитной зоны, а также селитебной, промышленной, рекреационной, водоохраной зон;
• проведение расчета рассеивания загрязняющих веществ в приземном слое атмосферы в расчетном прямоугольнике на границе санитарно-защитной и жилой зон. Максимальный уровень загрязнения определялся для условий, наиболее неблагоприятных для селитебной территории (высокая температура, направление ветра на жилую зону населенного пункта).
• получение карт рассеивания загрязняющих веществ в приземном слое атмосферы в расчетном прямоугольнике.
4. Анализ полученных результатов.
Так как используемая методика позволяет определить воздействие только биогаза на жилую зону, то был применен косвенный метод учета фактора горения отходов. Исходя из того, что факел пламени является низким источником загрязнения воздуха, и превалирующее распространение загрязняющих веществ зависит от направления и скорости ветра, то определялось положение полигона ТБО свалки относительно селитебной территории.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Основные результаты проведенного исследования приведены в таблице 1.
Расчеты показали отсутствие превышений ПДК загрязняющих веществ на границе санитарно-защитной и жилой зон (менее 0,1 ПДК) на территории большинства полигонов ТБО. Исключение составляет полигон ТБО, расположенный вблизи районного центра — с. Топчиха (табл. 2, рис. 1): наблюдается превышение ПДК (1,1 ПДК) на границе жилой зоны по группе суммации 04, кроме того, для остальных компонентов биогаза концентрации загрязняющих веществ в приземном слое атмосферного воздуха составили более
0,1 ПДК.
Таблица 1
Сводная таблица полигонов ТБО поселений Топчихинского района
Наименование сельсовета, населенного пункта Число жителей на 01.01.11 г., чел. Период функционирования полигона ТБО (годы) Норма накопления ТБО, т/год (население) Норма накопления ТБО, т/год (организации) Инфраструктура Превышение ПДК Направление ветра на поселение Жилая зона вСЗЗ
Белояровский 860 5 602 10 * - - -
Володарский 1007 3 704,9 20 * - + -
Зиминский 660 7 462 20 * - - -
Кировский 1526 14 1068,2 20 * - - -
Ключевской 740 2 518 20 * - - -
Красноярский 427 20 298,9 10 сельсовет - - -
Макарьевский 779 8 545,3 10 сельсовет - - -
Парфеновский 2410 6 1687 20 сельсовет - + +
Переясловский 1050 12 735 10 сельсовет - - -
Победимский 1738 5 546 30 сельсовет, СПК, племенной репродуктор - - -
Пос. Дружба 430 2 301 10 сельсовет - - -
Пос. Зеленый 323 2 226,1 10 сельсовет - - -
Покровский 516 2 361,2 10 сельсовет - - -
Сидоровский 687 3 480,9 10 сельсовет - - -
Топчихинский 9536 16 6675,2 2000 сельсовет, птицеферма, хлебокомбинат, СПК, мельзавод, элеватор + - +
Фунтиковский 1405 17 983,5 20 * - - -
Хабазинский 622 6 435,4 10 сельсовет - - -
Чаузовский 306 7 214,2 20 сельсовет, лесничество - - -
Чистюньский 1519 2 1063,3 10 сельсовет - - -
Примечание: * - администрация с/с, СПК.
В проекте Схемы территориального планирования Топчихинского района предусмотрено закрытие и рекультивация полигона ТБО с. Топ-чиха, т.к. санитарно-защитная зона полигона ТБО расположена в пределах жилой зоны.
В результате проведенного исследования были выявлены другие несоответствия размещения полигонов ТБО в некоторых поселениях.
Так, в Листвянском сельсовете официальное место для складирования отходов вообще отсутствует. Общая площадь сельсовета составляет 24 073 га, из них земли лесного фонда составляют 24 040 га (леса защитной категории). Остальные 33 га — земли населенных пунктов. Населенный пункт расположен в пойме р. Большая Речка, на его территории существуют риски возникновения природных чрезвычайных ситуаций, связанные с развитием русловых процессов. Имеющаяся дамба не обеспечивает безопасность поселения, и оно регулярно подтапливается. Место для размещения полигона ТБО до сих пор не определено. Соответственно, существует проблема несанкционированного размещения отходов.
Рис. 1. Ситуационная карта-схема с. Топчиха с изолиниями расчетных концентраций
Таблица 2
Расчетная максимальная приземная концентрация веществ полигона ТБО с. Топчиха
Наименование вещества Расчетная максимальная приземная концентрация (общая и без учета фона) доля ПДК / мг/м3
в жилой зоне на границе СЗЗ
Загрязняющие вещества:
Аммиак 0,33086 / 0,06617 0,22378 / 0,04476
Дигидросульфид (Сероводород) 0,40348 / 0,00323 0,2729 / 0,00218
Метан 0,13136 / 6,56822
Диметилбензол (Ксилол) 0,27499 / 0,055 0,18599 / 0,0372
Метилбензол (Толуол) 0,1496 / 0,08976 0,10118 / 0,06071
Этилбензол 0,58971 / 0,01179 0,39886 / 0,00798
Формальдегид 0,34052 / 0,01192 0,23032 / 0,00806
Группы суммации:
03. Аммиак + Дигидросульфид (Сероводород) 0,73434 0,49668
04. Аммиак + Дигидросульфид (Сероводород) + Формальдегид 1,07486 0,727
05. Аммиак + Формальдегид 0,67138 0,4541
30. Сера диоксид (Ангидрид сернистый) + Дигидросульфид (Сероводород) 0,42086 0,28466
39. Дигидросульфид (Сероводород) + Формальдегид 0,74401 0,50322
Согласно проведенному анализу установлено, что расположение полигонов ТБО в Володарском и Парфеновском сельсоветах также не соответствует нормативам. Свалки размещены с наветренной стороны по отношению населенным пунктам. На основе этого можно предположить, что лет через 15 — 20 (при росте населения — раньше) возникнет проблема превышения ПДК загрязняющих веществ в атмосферном воздухе данных поселений.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В целом, можно сделать вывод о том, что большинство полигонов ТБО, расположенных на территории Топчихинского района, отвечают нормам и правилам их размещения. Однако стоит отметить, что используемая методика позволяет определить воздействие только биогаза на жилую зону, а для учета фактора горения отходов применен косвенный метод. Можно предположить, что проведенное исследование не позволяет в полной мере учесть последствия рассеивания загрязняющих веществ в приземном слое атмосферы. Отходы, размещаемые на полигоне ТБО, являются источником загрязнения почво-грунтов и грунтовых вод. В поверхностные воды с полигонов ТБО поступают те же поллютанты, что и при загрязнении подземных вод. Учитывая тот факт,
что в настоящий момент складирование твердых бытовых отходов происходит на неузаконенных территориях, контроль за содержанием в почво-грунтах, грунтовых и поверхностных водах загрязняющих веществ не осуществляется. Поэтому реальную степень воздействия полигонов ТБО на окружающую среду и на жителей населенных пунктов оценить сложно.
ВЫВОДЫ
1. В настоящее время в сельских районах края отсутствуют правоустанавливающие документы на землю под свалкой. По сути, эти земли являются «бесхозными», что выражается в отсутствии контроля за осуществлением деятельности на объектах хранения отходов.
2. Инвентаризация несанкционированных свалок твердых бытовых отходов в Топчихинском районе показала, что места складирования отходов имеются практически вблизи каждого населенного пункта. Информация о загрязнении окружающей среды прилегающей территории отсутствует.
3. В результате проведенных расчетов рассеивания вредных веществ в приземном слое атмосферного воздуха установлено отсутствие превышений ПДК на территории большинства полигонов, за исключением трех населенных пунктов.
мГГПІ ММІІІМІІМІ ПІІ І ІІ І I І
159
ЛИТЕРАТУРА
1. Об охране окружающей среды: Закон РФ. — М., 2002.
2. ОНД-86. Госкомгидромет. Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе веществ, содержащихся в выбросах предприятий. — Л.: Гидрометеоиздат, 1987.
3. РД 52-04-186-89. Руководство по контролю загрязнения атмосферы. Введ. 1991-07-01 — М., 1991.
4. Методическое пособие по расчету, нормированию и контролю выбросов загрязняющих ве-
ществ в атмосферный воздух. — Санкт-Петербург, 2005.
5. Методика расчета количественных характеристик выбросов загрязняющих веществ в атмосферу от полигонов твердых бытовых и промышленных отходов. — М., 2004.
6. СанПиН 2.2.1/2.1.1. 1200-03. Изменение № 3. Санитарно-защитные зоны и санитарная классификация предприятий, сооружений и иных объектов. — М., 2003.
Сведения об авторах
Костырина Инна Сергеевна - инженер, аспирант Учреждения Российской академии наук Института водных и экологических проблем Сибирского отделения РАН (ИВЭП СО РАН) (656038, Алтайский край, г Барнаул, ул. Молодежная, 1, каб. 209; тел. +7 (3852) 666-458 E-mail: kostyrina-inna@rambler.ru)
Архипова Ирина Владимировна - н.с., к.гн., Учреждение Российской академии наук Институт водных и экологических проблем Сибирского отделения РАН (ИВЭП СО РАН) (656038, Алтайский край, г Барнаул, ул. Молодежная, 1, каб. 209; тел. +7(3852)666-458)
Шатова Анастасия Сергеевна - студентка ГОУ ВПО «Алтайский государственный университет»
