CC BY
9
УДК 502/504
DOI: 10.24412/1816-1863-2023-4-53-57
ОЦЕНКА МОРФОЛОГИЧЕСКОГО СОСТАВА ОТХОДОВ
НА ОБЪЕКТАХ НАКОПЛЕННОГО ВРЕДА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЕ, ПРЕДСТАВЛЯЮЩИХ СОБОЙ САНКЦИОНИРОВАННЫЕ СВАЛКИ/ПОЛИГОНЫ ТКО, РАСПОЛОЖЕННЫЕ В АРКТИЧЕСКОЙ ЗОНЕ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Е. А. Пичугин, канд. техн. наук, ведущий научный сотрудник, и. о. начальника отдела проблем охраны окружающей среды, ФГБУ УралНИИ «Экология», pich@ecologyperm.ru, г. Пермь, Россия,
Б. Е. Шенфельд, д-р техн. наук, профессор, научный руководитель, ФГБУ УралНИИ «Экология», shenfeld@ecologyperm.ru, г. Пермь, Россия,
Т. Н. Сомова, начальник отдела экологического менеджмента, ФГБУ УралНИИ «Экология», somova@ecologyperm.ru, г. Пермь, Россия
На территории Российской Федерации расположено большое количество выведенных из эксплуатации свалок и полигонов твердых коммунальных отходов (далее — ТКО), которые представляют собой объекты накопленного вреда окружающей среде (далее — объекты НВОС) и являются долгосрочным источником негативного воздействия на компоненты природной среды. Выбор конкретной технологии, технологического решения при утилизации или использовании отходов в качестве вторичного материального ресурса зависит в основном от морфологического и фракционного состава отходов, климатических особенностей, транспортной доступности и иных условий расположения свалки/полигона ТКО. Приведены результаты оценки морфологического состава отходов, размещенных на объектах НВОС, представляющих собой санкционированные свалки/полигоны ТКО, расположенные в Арктической зоне Российской Федерации (далее — АЗРФ). Выявлены особенности в содержании отдельных компонентов морфологического состава на объектах в АЗРФ.
On the territory of the Russian Federation there are a large number of decommissioned landfills and landfills for municipal solid waste (hereinafter referred to as MSW), which represent objects of accumulated environmental harm (hereinafter referred to as NVOS objects) and are a long-term source of negative impact on components of the natural environment. The choice of a specific technology, technological solution for recycling or using waste as a secondary material resource depends mainly on the morphological and fractional composition of the waste, climatic features, transport accessibility and other conditions of the location of the MSW landfill/landfill. The results of an assessment of the morphological composition of waste disposed at NVOS facilities, which are authorized landfills/landfills of solid waste located in the Arctic zone of the Russian Federation (hereinafter referred to as the Russian Arctic), are presented. Peculiarities in the content of individual components of the morphological composition at sites in the Russian Arctic have been identified.
Ключевые слова: объекты накопленного вреда окружающей среде, свалки, полигоны, твердые коммунальные отходы, Арктическая зона Российской Федерации, морфологический состав.
Keywords: objects of accumulated environmental harm, landfills, landfills, solid municipal waste, Arctic zone of the Russian Federation, morphological composition.
o>
О
О -i X x
CD Ci 7\ Q
б
CD
GO
0 ^
Q Ci
1
О n
n
-I
T3
о
-I
CD
O-
Ci -I 03
Q
О T3 О
Ci 7\ О
X
о
ы ш
Г) -I 03
О
Введение
На территории Российской Федерации расположено большое количество выведенных из эксплуатации свалок и полигонов ТКО, которые представляют собой объекты накопленного вреда окружающей среде и являются долгосрочным источником негативного воздействия на компоненты природной среды.
Указом Президента Российской Федерации от 26.10.2020 № 645 [1] определены основные задачи в сфере охраны окружа-
ющей среды и обеспечения экологической безопасности в Арктической зоне Российской Федерации. Государственная поддержка деятельности в сфере обращения с отходами с целью совершенствования системы обращения с опасными отходами в Арктике, организации работ по ликвидации накопленного вреда окружающей среде являются одними из мер, направленными на решение данных задач.
Выбор конкретной технологии, технологического решения при ликвидации объектов НВОС, представляющих собой
53
о
m
I-
U ^
со О X
О ^
и a
О ¡^
О
о
m
U
Ш
IX
О
I-
и
и о
X
и о
с
о
со ф
vo
О ^
и ш
т s
о (Г)
300000
25 0000
20 0000
даь 15 0000 ща
о л П
10 0000
5 0000
1С
Объем отходов, накопленных на свалках/ полигонах ТКО, расположенных в АЗРФ
< Площадь свалок/полигонов ТКО, расположенных в АЗРФ
27933
299 500 0
—-/-1-23 400^-
I
62 443
3 500000 s
3 000000 * ,в о
2 500000 °
232 035
2 000000 g
ъе б
1500000 0 1000000
500 000 0
4 5 6
Количество объектов НВОС
Рис. 1. Площадные характеристики объектов НВОС, расположенных в АЗРФ с количеством
накопленных на них отходов
54
свалки/полигоны ТКО, включая утилизацию или использование отходов в качестве вторичного материального ресурса, зависит в основном от морфологического и фракционного состава отходов, климатических особенностей, транспортной доступности и иных условий расположения свалки/полигона ТКО.
Морфологический состав — это содержание в отходах отдельных компонентов, значительно отличающихся между собой по происхождению, химическому составу и свойствам. Вопросам определения морфологического состава твердых коммунальных отходов и анализа основных тенденций изменения морфологии ТКО посвящены работы [2—7].
Цель работы — оценка морфологического состава отходов, размещенных на объектах НВОС, представляющих собой санкционированные свалки/полигоны ТКО, расположенные в АЗРФ.
Объекты и методы исследования
Объектами исследования являются девять объектов НВОС, представляющие собой санкционированные свалки/полигоны ТКО, расположенные в Мурманской области (пять объектов), Ненецком автономном округе (один объект), Чукотском автономном округе (один объект), Республике Карелия (один объект), Красноярском крае (один объект).
ФГБУ УралНИИ «Экология» является подведомственной Минприроды России организацией, осуществляющей подготовку информационно-аналитических заключений о возможности включения объектов НВОС в ГРОНВОС по распоряжению Минприроды России от 26.02.2018 № 6-р (в ред. от 27.04.2020 № 14-р) и располагает значительным объемом информации об объектах НВОС. В качестве исходных данных использованы результаты обследования объектов НВОС в рамках инженерных изысканий.
Результаты и обсуждение
Анализ основных характеристик исследуемых свалок/полигонов ТКО, расположенных в АЗРФ, показал, что площади свалок/полигонов ТКО, расположенных в АЗРФ, изменяются (рис. 1) в диапазоне от 19 600 до 246 804 м2. Площадь четырех свалок/полигонов ТКО не превышает 36 000 м2, площадь двух объектов — более 180 000 м2. Средняя площадь свалок/полигонов ТКО в АЗРФ составляет 87 700 м2.
Объем размещенных отходов на свалках/полигонах ТКО, расположенных в АЗРФ, изменяется от 39 200 до 4 722 000 м3. На семи из девяти объектах накоплены отходы объемом менее 300 000 м3 (рис. 1).
Срок эксплуатации свалок/полигонов ТКО в АЗРФ составляет от 17 до 48 лет,
2
3
7
8
9
при этом большинство объектов эксплуатировалось в среднем 27 лет.
Плотность размещения отходов на свалках/полигонах ТКО в АЗРФ составляет от 0,93 до 25,34 м3/м2. На большинстве объектах (6 из 9) плотность размещения отходов составляет менее 2,7 м3/м2. На трех исследованных свалках ТКО в АЗРФ отходы размещены наиболее компактно на занимаемой площади (10,72; 16,51; 25,34 м3/м2 соответственно).
Компоненты морфологического состава отходов, размещенных на санкционированных свалках/полигонах ТКО, расположенных в АЗРФ, в целом идентичны компонентам морфологического состава твердых коммунальных отходов в субъектах Российской Федерации, не относящихся к АЗРФ [3, 6, 7]. К таким компонентам относятся пищевые отходы, бумага, древесина, стекло, металлы, полимеры, текстиль и др. Статистические характеристики морфологического состава отходов, размещенных на свалках/полигонах ТКО в АЗРФ, представлены в таблице 1.
Выполнив объединение однотипных компонентов отходов в группы и нормализацию данных, с приведением значений среднего содержания компонентов в отходе к 100 %, получим средний морфологический состав отходов, размещенных на объектах НВОС, представляющих собой свалки/полигоны ТКО, расположенные в АЗРФ (табл. 2).
Проведенное сравнение компонентов морфологического состава отходов, размещенных на свалках/полигонах ТКО в АЗРФ, и отходов, образующихся в северной климатической зоне, по данным, указанным в работе [8] (табл. 2), показало, что содержание таких компонентов, как стекло, металлы, текстиль, резина, керамика, камни, кости в массивах захоронения на свалках/полигонах ТКО, расположенных в АЗРФ, и в твердых коммунальных отходах, образующихся в северной климатической зоне, незначительно отличается друг от друга.
Высокое содержание строительных отходов и древесины на объектах НВОС в
О) ^
о
О -1
х
а>
Г)
а
¡а
б
а>
ы
О ^
а
г> л
О г>
г>
-I
тз
о
-I
а>
О-
Г> -I 03
а
о ~о о ш
г> ^
о
Таблица 1
Статистические характеристики морфологического состава отходов, размещенных на свалках/полигонах ТКО в АЗРФ
Минималь- Максималь- Среднее Медианное
Компонент отхода ное содержа- ное содержа- содержание, содержание,
ние, % ние, % % %
Пищевые отходы 4,31 35 23,46 29,80
Бумага, картон 1,8 38 14,99 11,76
Древесина (в том числе изделия из 1,5 30,66 10,28 4,03
древесины, целлюлоза, дерево)
Стекло (в том числе л ом стеклянных 3,65 14,2 6,89 4,58
изделий)
Бетон (в том числе бетонные плиты, лом 3,65 27,29 13,52 11,56
бортовых камней, лом бетона)
Черные м еталлы (в том числе тара 0,85 12,2 5,41 3,99
жестяная, бочкотара, лом)
Цветные металлы (алюминиевая тара, 0,128 1,645 0,86 0,83
провода)
Полиэтилен (в том числе полиэтилен 3,75 23,37 8,85 5,65
в виде пленки, полиэтиленовая тара,
изделия из полиэтилена)
Полимерные материалы (в том числе 0,37 10,79 4,07 4,25
полипропилен, поликарбонат и др.)
Текстиль (в том числе ткань, текстиль- 1,3 10,722 5,20 5,50
ные изделия)
Керамика (изделия из керамики, камни) 1,4 1,55 1,48 1,48
Резина (в том числе автомобильные 1,3 5,2 2,77 1,80
покрышки, резиновая обувь)
Кости 0,7 1,3 1,00 1,00
Мусор (отходы) от строительных и 0,18 19 7,29 2,70
ремонтных работ
Прочее (биогенный грунт, песок) 8,8 22,4 16,47 18,20
х о
ы
Г) -I
оз
а
55
о
m i-
U
w
CO
О X
О ^
и а О СР
О
о
са I-
U ^
Ш
IX
о
СР
I-
и
и о
X
и о
с
о
со ф
vo
О ^
и ш
т
о (Г)
Таблица 2 Сравнение компонентов морфологического состава отходов, размещенных на свалках/полигонах ТКО в АЗРФ, и отходов, образующихся в северной климатической зоне
Среднее Содержание
содержание ТКО для се-
Компонент отхода на свалках/ верной клима-
полигонах тической зо-
АЗРФ, % ны, % [8]
Пищевые отходы 19,14 32—39
Бумага, картон 12,23 26—35
Древесина 8,39 2—5
Стекло 5,62 4—6
Металлы 5,12 5—6
Полимеры 10,54 3—4
Текстиль 4,25 4—6
Резина, кожа 2,26 2—3
Керамика, камни 1,21 1—3
Строительные от- 16,98 —
ходы (в том числе
бетон, мусор от
строительных и
ремонтных работ)
Кости 0,82 1—2
Прочее (в том 13,44 1—2
числе биогенный
грунт, песок)
Итого 100 —
Арктике может быть объяснено наличием в субъектах Российской Федерации, относящихся к АЗРФ, заброшенных объектов с разрушенными строениями и сооружениями, из которых часть материалов попадает на санкционированные полигоны/свалки ТКО.
Примечательным является пониженное содержание пищевых отходов, бумаги и картона на свалках/полигонах АЗРФ по сравнению с их содержанием в твердых коммунальных отходах северной климатической зоны. Это связано с тем, что эти
компоненты относятся к биодеградируе-мым [9], которые при размещении отходов на свалках/полигонах подвергаются разложению в массиве захоронения. Данный факт подтверждается наличием в составе отходов биогенных грунтов.
Вместе с тем содержание пищевых отходов, бумаги и картона на полигонах/ свалках ТКО в субъектах АЗРФ, несмотря на средний возраст этих объектов 27 лет, все еще достаточно велико (19,14 и 12,23 % соответственно). Причиной этого, по нашему мнению, являются суровые природно-климатические условия Арктики (длинная холодная зима с низкими температурами и многомесячным снежным покровом, низкая плотность и малая продолжительность солнечного излучения), которые не способствуют протеканию процессов биодеградации.
Заключение
Выполненный анализ показал, что морфологический состав отходов, размещенных на санкционированных свалках/полигонах ТКО, расположенных в АЗРФ, в целом идентичен морфологическому составу твердых коммунальных отходов в субъектах северной климатической зоны Российской Федерации. Наблюдаемые отличия в содержании некоторых компонентов связаны с природно-климатическими и социально-экономическими особенностями Арктических регионов.
Полученные результаты м огут быть использованы при выборе технологических решений по ликвидации объектов НВОС, представляющих собой свалки/полигоны ТКО, в арктической зоне Российской Федерации.
56
Библиографический список
1. О Стратегии развития Арктической зоны Российской Федерации и обеспечения национальной безопасности на период до 2035 года: Указ Президента Российской Федерации от 26.10.2020 № 645 (ред. от 27.02.2023). — URL: справочно-правовая система «КонсультантПлюс», дата доступа 11.10.2023.
2. Методика определения морфологического состава твердых отходов производства и потребления гравиметрическим методом. ПНДФ 16.3.55—08 Количественный химический анализ почв и отходов: утвержден ФБУ «ФЦАО» 20.12.2014. — URL: https://files.stroyinf.ru/Data2/1/4293764/ 4293764562.htm, дата доступа 11.10.2023.
3. Ильиных Г. В., Слюсарь Н. Н., Коротаев В. Н. Морфологический состав отходов: основные тенденции изменения // Твердые бытовые отходы. — 2011. — № 8 (62). — С. 38—41.
4. Ильиных Г. В., Слюсарь Н. Н., Коротаев В. Н. Методическое обеспечение экспериментальных исследований морфологического состава ТБО // Экология и промышленность России. — 2011. — № 5. — С. 52—55.
5. Ильиных Г. В., Слюсарь Н. Н., Коротаев В. Н. Современные методические подходы к анализу морфологического состава ТБО с целью оценки их ресурсного потенциала // Экология и промышленность России. — 2012. — № 7. — С. 40—45.
6. Подлипский И. И. Характеристика полигонов бытовых отходов как объектов геологического исследования // Вестник СПбГУ. Серия 7. Геология. География. — 2010. — Вып. 1. — С. 15—31.
7. Слюсарь Н. Н. Теория, методы и технологии обеспечения геоэкологической безопасности полигонов захоронения твердых коммунальных отходов на постэксплуатационном этапе: дис. докт. техн. наук: 25.00.36. — Пермь, 2019. — 260 с.
8. Трифонова Т. А., Селиванова Н. В., Ширкин Л. А., Селиванов О. Г., Ильина М. Е. Проблемы утилизации ТБО на полигонах // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. — 2013. — Том 15. — № 3 (2). — С. 685—687.
9. Рекомендации по сбору, очистке и отведению сточных вод полигонов захоронения твердых бытовых отходов: утверждены Государственным комитетом Российской Федерации по строительству и жилищно-коммунальному хозяйству 25.04.2003. — URL: справочно-правовая система «Техэксперт».
ASSESSMENT OF THE MORPHOLOGICAL COMPOSITION OF WASTE AT SITES OF ACCUMULATED ENVIRONMENTAL HARM, WHICH ARE AUTHORIZED LANDFILLS/LANDFILLS OF SOLID WASTE LOCATED IN THE ARCTIC ZONE OF THE RUSSIAN FEDERATION
E. A. Pichugin, Ph. D. (Technical), Leading Researcher, Acting Head of the Department of Environmental Protection Problems, FGBU Ural Research Institute "Ecology", pich@ecologyperm.ru, Perm, Russia,
B. E. Shenfeld, Ph. D. (Technical sciences), professor, Scientific director, FGBU Ural Research Institute "Ecology", shenfeld@ecologyperm.ru, Perm, Russia,
T. N. Somova, Head of Environmental management department, FGBU Ural Research Institute "Ecology", somova@ecologyperm.ru, Perm, Russia
References
1. O Strategii razvitiya Arkticheskoj zony Rossijskoj Federacii i obespecheniya nacionalnoj bezopasnosti na period do 2035goda Ukaz Prezidenta Rossijskoj Federacii ot 26.10.2020 № 645 (red. ot 27.02.2023) [On the strategy for the development of the Arctic zone of the Russian Federation and ensuring national security for the period until 2035. Russian Federation President's directory from 26.10.2020 № 645 (red. 27.02.2023)]. URL: spravochno-pravovaya sistema "Konsultant Plus", access data 11.10.2023) [in Russian].
2. Metodika opredeleniya morfologicheskogo sostava tverdyh othodov proizvodstva i potrebleniya gravimet-richeskim metodom. PNDF 16.3.55— 08 Kolichestvennyj himicheskij analiz pochv i othodov. Utv. FBU "FCAO" 20.12.2014 g. [Methodology for determining the morphological composition of solid waste from production and consumption using the gravimetric method. PNDF 16.3.55—08 Quantitative chemical analysis of soils and wastes prot. FBU "FCAO" 20.12.2014 g.]. URL: https://files.stroyinf.ru/Data2/1/ 4293764/4293764562.htm, access data 11.10.2023) [in Russian].
3. Ilinyh G. V., Slyusar N. N., Korotaev V. N. Morfologicheskijsostav othodov: osnovnye tendencii izmeneniya [Morphological composition of waste: main trends of change]. Tverdye bytovye othody. 2011. № 8 (62), P. 38—41 [in Russian].
4. Ilinyh G. V., Slyusar N. N., Korotaev V. N. Metodicheskoe obespechenie eksperimentalnyh issledovanij morfologicheskogo sostava TBO [Methodological support for experimental studies of the morphological composition of solid waste]. Ekologiya i promyshlennost Rossii. 2011. № 5. P. 52—55 [in Russian].
5. Ilinyh G. V., Slyusar N. N., Korotaev V. N. Sovremennye metodicheskie podhody k analizu morfologicheskogo sostava TBO s celyu ocenki ih resursnogo potenciala [Modern methodological approaches to the analysis of the morphological composition of solid waste in order to assess their resource potential]. Ekologiya i promyshlennost Rossii. 2012. № 7. P. 40—45 [in Russian].
6. Podlipskij I. I. Harakteristika poligonov bytovyh othodov kak obektov geologicheskogo issledovaniya [Characteristics of household waste landfills as objects of geological research]. Vestnik SPbGU, Seriya 7. Ge-ologiya, Geografiya, 2010, № 1, P. 15—31 [in Russian].
7. Slyusar N. N. Teoriya, metody i tehnologii obespecheniya geoekologicheskoj bezopasnosti poligonov zahoro-neniya tverdyh kommunalnyh othodov na postekspluatacionnom etape [Theory, methods and technologies for ensuring geo-ecological safety of solid municipal waste disposal sites at the post-operation stage]: dis. Ph. D. (Technical sciences). Perm. 2019. 260 p. [in Russian].
8. Trifonova T. A., Selivanova N. V., Shirkin L. A., Selivanov O. G., Ilina M. E. Problemy utilizacii TBO na poligonah [Problems of solid waste disposal at landfills]. Izvestiya Samarskogo nauchnogo centra Rossijskoj akademii nauk. 2013. Tom 15. № 3 (2). P. 685—687 [in Russian].
9. Rekomendacii po sboru, ochistke i otvedeniyu stochnyh vod poligonov zahoroneniya tverdyh bytovyh othodov: utverzhdeny Gosudarstvennym komitetom RF po stroitelstvu i zhilishno-kommunalnomu hozyajstvu 25.04.2003 [Recommendations for the collection, treatment and disposal of wastewater from solid waste disposal sites 25.04.2003]. URL: spravochno-pravovaya sistema "KonsultantPlyus" [in Russian].
o>
О
О -i X x
CD Г) TS Q
б
CD ы
О ^
0 Г)
1
о
Г)
Г) -I
тз
о
-I
CD
О-
Г> -I 03
О
О ТЗ О Ш
Г)
О
X
о
ы ш
Г) -I оз О
57
