CC BY
13
УДК 528.441.216.002.68:658.567.1
DOI 10.33764/2411-1759-2023-28-2-120-135
Разработка технологической схемы выполнения работ по определению границ загрязнения земельных участков полигонами твердых коммунальных отходов
Г. А. Уставич1, А. В. Дубровский1 *, Я. Г. Пошивайло1, А. О. Грекова2, О. И. Малыгина1, А. И. Каленицкий1 1 Сибирский государственный университет геосистем и технологий, г. Новосибирск,
Российская Федерация 2 Мэрия города Новосибирска, г. Новосибирск, Российская Федерация
* e-mail: avd5@ssga.ru
Аннотация. Статья посвящена исследованию подходов к выполнению работ по мониторингу состояния земельных участков как занятых полигонами твердых коммунальных отходов (ТКО), так и испытывающих негативное экологическое воздействие из-за соседства с полигонами. Рассмотрено понятие «полигон ТКО» и даны характеристики отрицательного экологического влияния на состояние земельных ресурсов. Подчеркивается необходимость применения современных методов геоанализа и геомоделирования для планирования размещения полигонов ТКО, а также прогнозирования их негативного влияния. Рассмотрены примеры размещения полигонов ТКО вблизи населенных пунктов. Показаны примеры проведения процедуры выбора земельных участков для строительства полигонов. Приведен перечень критериев оптимальности, которые используются при выборе земельного участка для размещения полигона. Составлена технологическая схема работ по определению уровня и площади загрязнения земельных участков полигонами ТКО. Подробно рассмотрены этапы работ, которые включают: кадастровые и геодезические работы, экологический мониторинг состояния земельных ресурсов. Предложены значения величины среднеквадратической ошибки (СКО) определения (прогнозирования) координат границ загрязненных земельных участков в зависимости от категории земель, расположения полигона, скорости распространения загрязнения. Приведены характеристики различных скоростей распространения загрязнения, которое образуется в результате попадания фильтрата за границу защитных инженерных сооружений. Обоснована периодичность, с которой необходимо проводить мониторинговые измерения уровня загрязнения земель вблизи полигонов ТКО. Рассмотрены способы координирования границ загрязнения с применением различных средств измерения. В качестве обсуждения затронуты вопросы, связанные с развитием технологий мусоропереработки и положительного влияния отказа от складирования ТКО как на экологическое состояние земельных ресурсов, так и на их инвестиционную и рыночную привлекательность. В заключении сделаны выводы, что современная концепция устойчивого развития территорий должна основываться на экологически безопасном землепользовании, принципы которого подвергают критике создание и эксплуатацию полигонов ТКО. Существующие полигоны ТКО должны эксплуатироваться с применением технологии земельно-информационного моделирования, в основе которого должна лежать геоинформационная модель перспективного развития территории, учитывающая в том числе динамику изменения численности жителей в пределах границ территориальных образований, обслуживаемых полигоном ТКО.
Ключевые слова: полигоны твердых коммунальных отходов, техногенные природно-территориаль-ные комплексы, планирование выбора земельного участка, геомоделирование, экологический ущерб, мониторинг состояния земель, геоинформационный анализ, критерии оптимальности, среднеквадра-тическая ошибка, границы загрязнения, скорость распространения загрязнения, мусоропереработка
Введение
В Российской Федерации с каждым годом растет число полигонов ТКО. Министр природных ресурсов и экологии Александр Козлов в своем выступлении отметил, что в За-
байкальском, Красноярском краях, на Камчатке, в Магаданской и Новосибирской областях, Дагестане, Якутии, Чукотке и Севастополе уже наблюдается дефицит мощностей размещения отходов, вынуждающий использовать нелегальные свалки [1]. Полигоны
твердых коммунальных отходов представляют собой техногенные природно-террито-риальные комплексы с практически полностью измененным ландшафтом [2, 3]. Близость полигона к селитебным зонам негативно сказывается на состоянии окружающей природной среды, а также на здоровье населения, которое проживает вблизи полигона [4]. Во многих странах полигоны ТКО не создаются. Бытовой мусор перерабатывается непосредственно на мусороперерабатываю-щих заводах. В результате этого достигается огромный экологический, а также экономический эффекты, которые вызваны тем, что происходит экономия и сохранение земельных ресурсов. Кроме того, в последующем не требуется рекультивация земель [5].
Полигоны ТКО - сложный инженерный объект. Планирование места его размещения является не только элементом градостроительного проектирования, но и процессом геомоделирования, в том числе возможных негативных процессов [6]. В результате разложения коммунальных отходов в почву поступают химические соединения, которые впоследствии накапливаются и снижают численность живых организмов, ухудшают плодородие, а также приводят к постепенному изменению ее химических и физических свойств. Нанесенный экологический ущерб окружающей среде в процессе эксплуатации полигонов ТКО обусловлен образованием биогаза и фильтрата в результате биохимических процессов в толще свалочного тела [4, 7]. Фильтраты представляют собой отжимную жидкость, образованную за счет водоотдачи под действием давления ТКО на их нижние слои, а также за счет проникновения в тело полигона ливневых и талых вод.
Методы и материалы
При выполнении исследования применялись как общие методы (наблюдение, обобщение, сравнение, синтез, системный анализ), так и специальные (мониторинг состояния земель, анализ факторов кадастровой стоимости, геоинформационный анализ). Нормативно-правовой базой проведенных исследований являлись: Земельный кодекс РФ, феде-
ральные законы «О землеустройстве», «Об охране окружающей среды», «Об отходах производства и потребления», Постановление Правительства РФ «О государственном экологическом мониторинге», свод правил «Полигоны для твердых коммунальных отходов. Проектирование, эксплуатация и рекультивация», санитарные правила «Гигиенические требования к устройству и содержанию полигонов для твердых бытовых отходов» [7-13].
При выборе участка полигона особое внимание необходимо уделить гидроизоляции и моделированию склоновых потоков поверхностных вод. Опасность представляет аккумуляция веществ разложения и смыва в низинах и в понижениях рельефа местности. Недопустимо, когда на таких участках находятся сельскохозяйственные угодья или огороды. Также опасно попадание воды с полигона в грунтовые воды, так как при этом возможно заражение питьевых скважин. В районе расположения полигона ТКО необходим постоянный химический контроль питьевых скважин [12]. Преобладающие ветра при выборе полигона оказывают одно из главных влияний на выбор земельного участка. Однако, как показывает практика, при скоплении ядовитых газов на полигоне существенно ухудшается общая экологическая обстановка на прилежащей к полигону территории.
В настоящее время при выборе земельного участка для размещения полигона применяются следующие критерии оптимальности [5]:
- глубокое залегание грунтовых вод;
- равнинный рельеф без ярко выраженного сливного склонового движения наземных вод;
- удаленность от населенного пункта и селитебных зон;
- удаленность от земельных участков сельскохозяйственного использования, дачных и огородных участков;
- удаленность от аэропортов;
- перспективное планирование территории близлежащих населенных пунктов с учетом расположения полигона;
- оптимальное проектирование емкости полигона и расчет срока его эксплуатации.
Результаты
Технологическая схема выполнения работ по определению уровня и площади загрязнения включает в себя кадастровую и геодезическую составляющие. Рассмотрим состав кадастровых работ (рис. 1).
Рис. 1. Технологическая схема работ по определению уровня и площади загрязнения
земельных участков полигонами ТКО
1. Составление перечня прилегающих земельных участков, включенных для проведения мониторинга. Этот перечень должен в первую очередь касаться следующих участков:
- имеющих повышенную социальную значимость (пригороды, сельские поселения, дачные участки);
- расположенных ближе к полигону или ниже него по склону;
- расположенных по направлению распространения сточных, поверхностных или грунтовых вод, а также основной розы ветров.
2. Выбор и согласование мест отбора проб почвы и подземных (поверхностных) вод производится в камеральных условиях с использованием карт (планов) масштабов 1 : 5001 : 5 000 и включает в себя:
- анализ по ранее выполненным измерениям, динамики и уровня загрязнения почвы и подземных (поверхностных) вод, изменения границ и площади полигона;
- согласование с санитарными службами и владельцами (разных форм собственности) земельных участков мест отбора проб;
- координирование с точностью масштаба карты (плана) мест отбора проб.
При выполнении анализа также необходимо учитывать следующие основные факторы: сезонность и направление максимального загрязнения, его уровень и химический состав.
При согласовании мест отбора проб необходимо стремиться размещать эти места с таким расчетом, чтобы они были доступны для выполнения измерений в любое время года без дополнительных уведомлений владельцев земельных участков.
3. Проведение отбора проб почвы, а также талых, поверхностных и грунтовых вод должно проводиться в периоды максимального уровня их проявления и загрязнения. Такими периодами являются весна, лето и начало осени.
Весной при таянии снега происходит максимальное образование талых и сточных вод и увеличивается площадь загрязнения фильтратом. Также происходит увеличение и подъем уровня загрязненных грунтовых вод.
В летний и осенний периоды из-за увеличения скорости разложения органической составляющей происходит увеличение концентрации загрязняющих веществ в фильтрате, а затем в грунтовых и сточных водах.
4. Установление границ загрязнения (с заданным или нормативным уровнем) проводится после анализа отобранных проб. Определение фактического на данный момент времени уровня загрязнения различными веще-
ствами воздуха, поверхностных и грунтовых вод, а также почвы:
- на территории полигона;
- границе полигона с прилегающих к нему земельных участках;
- прилегающих к полигону выбранных земельных участках с заданным шагом отбора проб.
При этом могут возникнуть ситуации, когда из-за увеличения концентрации загрязняющих веществ возможно дополнительное увеличение мест отбора проб с целью уточнения границ этого загрязнения.
5. Составление заключения является дополнением к составу межевого плана, в котором указываются границы, площадь и уровень загрязнения почвы и вод принятыми элементами на данный момент времени.
Рассмотрим перечень проводимых основных геодезических работ. Для определения границ полигона (их координирование), а также границ загрязнения земельных участков необходимо выполнять соответствующие геодезические работы. Перед началом выполнения работ необходимо подготовить программу выполнения геодезических измерений, которая будет соответствовать целям проводимого мониторинга полигона и прилегающей к нему территории [14]. Создание (сгущение) планово-высотного обоснования на полигоне и прилегающей к нему территории предусматривает разработку схемы этого обоснования. Схема создания планово-высотного обоснования должна предусматривать возможность применения различных методик выполнения измерений и включает в себя:
- рекогносцировку существующей планово-высотной сети;
- разработку схемы создания (сгущения) планово-высотного обоснования и выбор способа ее создания с применением наземных или спутниковых методов;
- закладку пунктов обоснования и обеспечение их сохранности;
- производство полевых измерений по определению координат пунктов сети.
При создании обоснования необходимо учитывать перспективу расширения площади полигона ТКО, а также обеспечение сохранности заложенных пунктов. В качестве пунк-
тов обоснования можно использовать существующие пункты государственной сети, включая ближайшие постоянно действующие базовые станции, закоординированные элементы строительных конструкций, светоотражающие пленки, наклеенные на ближайшие здания или опоры линии электропередачи. Обоснование необходимой точности выполнения измерений по определению границ загрязнения в значительной степени зависит от влияния следующих факторов:
- категории прилегающих к нему земель;
- расположения полигона и расстояния от полигона до населенного пункта;
- скорости и величины распространения фильтрата и загрязненных вод за пределы полигона;
- сроков эксплуатации полигона;
- форм рельефа, в пределах которых расположен полигон.
При этом каждый из указанных факторов будет по-разному влиять на установление необходимой точности измерений. Кроме того, отличительной особенностью загрязненных земельных участков является тот факт, что границы загрязнения, в отличие от установленных границ (характерных точек) земельных участков, непрерывно изменяются, и, как
правило, площадь загрязнения увеличивается. Категория земель, прилегающих к полигону, является основным фактором, влияющим на установление точности (СКО) измерений при определении границ загрязнения. Очевидно, что для земель населенных пунктов она должна быть выше, чем для земель лесного или водного фондов. Расположение полигона и расстояние от полигона до населенных пунктов является вторым основным фактором, влияющим на установление точности измерений. При значительном удалении полигона от населенных пунктов СКО определения границ загрязнения может быть больше. Однако по мере приближения границ населенных пунктов к границам полигона СКО измерений должна уменьшаться. Следовательно, в данном случае точность измерений будет изменяться в сторону ее увеличения по мере приближения границ населенных пунктов к полигону. На рис. 2 показан пример расположения полигона ТКО «Гусиноброд-ский» в непосредственной близости от населенных пунктов - г. Новосибирска и с. Раздольное. На территории этих населенных пунктов продолжается строительство, и со временем населенный пункт начинает граничить с полигоном.
Рис. 2. Пример расположения «Гусинобродского» полигона ТКО на территории
Новосибирского района
Администрацией Тогучинского района и администрацией Новосибирской области принято решение строить новый полигон ТКО вблизи с. Лекарственное. Планируемая площадь полигона 100 га [15]. Ранее запланированное место возле с. Раздольное вызвало возмущение и протесты жителей, однако
и новое место для размещения полигона ТКО в районе с. Лекарственное вызывает бурные возражения среди жителей села и всего Тогучинского района. Жители устроили митинг возле областной администрации. С новым местом для полигона ТКО согласилась рабочая группа [16]. Руководство области называет
новое место для размещения полигона ТКО «наименее болезненным вариантом». При этом отмечаются следующие особенности выбранного участка [17]:
- участок находится на возвышенности, в понижениях рельефа располагается с. Лекарственное;
- в санитарной зоне полигона находится несколько мелких рек, которые впадают в Карпысак и Буготак, затем в Иню;
- так как грунтовые породы полигона сложены из тяжелых суглинков, то под земельным участком располагаются подземные водоносные пласты, которые представляют собой единую систему радиусом более 200 км.
Скорость и величина распространения фильтрата и загрязненных вод (дождевых, талых и грунтовых) за пределы полигона является третьим основным фактором, который зависит от качества возведения защитных инженерных сооружений, соблюдения технологии складирования отходов, а также от сроков его эксплуатации и формы рельефа [2, 3, 5]. Поэтому СКО определения границ загрязнения будет являться величиной переменной, зависящей от характеристик указанных параметров.
Важным аспектом при установлении скорости и величины распространения загрязнения является выбор и применение методики определения распространения границ загрязнения. Это обусловлено тем, что загрязнение почвы, а также талых, дождевых и грунтовых вод в разных направлениях происходит с разной скоростью и границы этого загрязнения имеют сложную конфигурацию. В отличие от координирования характерных точек земельных участков границы загрязнения почвы или вод не имеют четких очертаний (контуров), а на достоверность определения их границ влияют следующие факторы:
- частота отбора проб почвы, дождевых, талых и грунтовых вод;
- расстояние между точками взятия проб.
В отличие от определения границ загрязнения поверхностных вод определение границ загрязнения подземных вод представляет собой более сложную задачу. Согласно правилам обустройства полигонов ТКО [12] для проведения отбора проб ниже каждого поли-
гона по течению грунтовых вод закладывается всего 2-3 шурфа (скважины). В этом случае с увеличением сроков эксплуатации полигона границы загрязнения могут распространиться и за пределы мест закладки шурфов. Поэтому в данном случае ориентировочные границы загрязнения подземных вод могут быть определены путем экстраполяции с учетом определенной ранее скорости распространения загрязнения.
Установление необходимой точности измерений, в зависимости от указанных факторов, может быть выполнено двумя способами:
- на основе экспертных оценок;
- на основе использования значений скорости распространения загрязнения.
При учете важности фактора загрязнения для данной категории земель из этих двух способов может быть использован только способ экспертных оценок, так как при установлении степени этого загрязнения не производится его количественная оценка. Как известно, экспертный способ оценки основывается на данных, полученных в результате опроса некоторого количества квалифицированных специалистов в определенной области. Он используется в тех случаях, когда поставленная задача не может быть решена другим способом с необходимой достоверностью, например, не существует методов и приборов, позволяющих количественно выполнить ее решение. Вместе с тем следует отметить, что при соблюдении необходимых требований при проведении опроса экспертная оценка позволяет получить требуемые результаты с вероятностью 95 % [18].
В связи с этим обоснование величин СКО определения границ загрязнения земельных участков различных категорий дождевыми, талыми и подземными водами, распространяемыми от полигона ТКО, было выполнено на основе экспертных оценок. В качестве экспертов выступили 23 высококвалифицированных специалиста и ученых в области кадастровой деятельности. Необходимо отметить, что разброс в отношении рекомендуемых экспертами величин СКО определения местоположения границ загрязненных земельных участков и вод в среднем не превышал 8-12 %. Результаты опроса экспертов приведены в табл. 1.
Таблица 1
Величины СКО определения (прогнозирования) координат границ загрязненных земельных _участков фильтратом в зависимости от категории земель_
Категория земель СКО определения местоположения границ загрязненных участков не более, м
Земли населенных пунктов 0,30/1,50
Земельные участки, предоставленные для ведения личного подсобного, дачного хозяйства, огородничества, садоводства, индивидуального гаражного или индивидуального жилищного строительства на землях населенных пунктов и землях сельскохозяйственного назначения 0,50/2,00
Земли сельскохозяйственного назначения 2,50/5,00
Земли промышленности, энергетики, транспорта, связи, радиовещания, телевидения, информатики, земли обеспечения космической деятельности, земли обороны, безопасности и земли иного специального назначения 1,00/5,00
Земли особо охраняемых природных территорий и объектов 2,50/5,00
Земли лесного фонда, земли водного фонда и земли запаса 5,00/5,00
Примечание. В числителе приведены значения СКО определения координат границ загрязненных участков поверхностными водами; в знаменателе - подземными водами.
Уменьшенные значения СКО определения координат границ загрязненных земельных участков поверхностными водами по сравнению со СКО для грунтовых вод обусловлены тем, что определить границы загрязнения на земной поверхности технологически значительно проще, чем границы подземного загрязнения. Влияние фактора расположения полигона (расстояния) по отношению к населенным пунктам может быть следующим. Так как на стадии проектирования выбор земельных участков под обустройство полигона ТКО производится на значительном расстоянии (3,0-5,0 км) от населенных пунктов (в основном городов), то после запуска в эксплуатацию полигона влияние загрязнения водами территории населенных пунктов следует ожидать минимальным. В этом случае величина СКО определения местоположения границ загрязнения может быть больше по сравнению с влиянием фактора категории земель. Вместе с тем важным моментом в установлении величины СКО определения местоположения границ загрязнения является тот факт, что с течением времени (за 25-30 лет) гра-
ницы населенных пунктов расширяются и приближаются к полигону, ранее удаленному на значительное расстояние. Кроме того, в целом ряде случаев полигоны после такого расширения начинают граничить с населенными пунктами и составляют единое техногенное природно-территориальное образование. Для установления величины СКО определения местоположения границ загрязнения земельных участков в результате деятельности полигона ТКО также была использована экспертная оценка. Результаты оценки приведены в табл. 2.
Скорость и величина распространения фильтрата и загрязненных вод, в отличие от первых двух факторов, являются измеряемыми величинами с применением соответствующих методик и приборов [19]. В связи с этим имеется возможность определить величину СКО установления границ загрязнения участков аналитически. Скорость и величина смещения границы загрязнения смежных участков зависит от правильности выбора площадки для обустройства полигона ТКО, а также от качества его инженерной за-
щиты. Поэтому, зная скорость и величину смещения границы загрязнения, можно определить значение СКО геодезических измерений. Для
Очень медленную скорость распространения загрязнения можно отнести к проектной, которая задается на стадии выбора места расположения полигона. В этом случае предполагается, что рельеф местности и защитные инженерные сооружения в полной мере будут препятствовать распространению фильтрата за пределы полигона.
Медленная скорость распространения загрязнения будет связана с некоторым увеличением сверх запроектированного (проектного) среднегодового количества выпавших осадков и, как следствие этого, с увеличением объема дождевых, талых и грунтовых вод, особенно в весенний период. При уменьше-
предварительного описания характера (скорости) распространения загрязнения нами предлагается следующая классификация (табл. 3).
нии количества выпадаемых осадков скорость распространения загрязнения будет стремиться к минимальной.
Умеренная скорость распространения может быть связана со следующими факторами:
- сроком эксплуатации полигона, вследствие чего могут произойти деформации защитных инженерных сооружений, которые, в свою очередь, приведут к нарушению их герметичности;
- некачественным проектированием или обустройством защитных инженерных сооружений на стадии возведения полигона;
- периодическим увеличением среднегодового количества выпадаемых осадков
Таблица2
Величины СКО определения (прогнозирования) координат загрязненных границ земельных участков на основе экспертных оценок в зависимости
от расположения полигона
Категория земель СКО определения местоположения границ загрязненных участков не более, м
Земли населенных пунктов а) 2,00/5,00; б) 0,30/2,00
Земельные участки, предоставленные для ведения личного подсобного, дачного хозяйства, огородничества, садоводства, индивидуального гаражного или индивидуального жилищного строительства на землях населенных пунктов и землях сельскохозяйственного назначения а) 2,00/5,00; б) 0,50/2,00
Земли сельскохозяйственного назначения а) 5,00/5,00; б) 2,50/5,00
Земли промышленности, энергетики, транспорта, связи, радиовещания, телевидения, информатики, земли обеспечения космической деятельности, земли обороны, безопасности и земли иного специального назначения а) 5,00/5,00; б) 1,00/5,00
Земли особо охраняемых природных территорий и объектов а) 5,00/5,00; б) 2,50/5,00
Земли лесного фонда, земли водного фонда и земли запаса а) 5,00/5,00; б) 5,00/5,00
Примечание. В числителе приведены значения СКО определения координат границ загрязненных участков поверхностными водами; в знаменателе - подземными водами: а) для удаленных полигонов; б) для прилегающих к населенным пунктам полигонов.
(сверх расчетных проектных значений), кото- - нарушением технологии складирования рые приводят к увеличению загрязненных отходов, включая захоронение некоторой их вод, особенно в весенний период; части за пределами полигона.
Таблица 3
Классификация скорости распространения загрязнения
Скорость распространения
Характер (скорость) распространения загрязнения загрязнения, м/год
Очень медленный (проектный) а) до 1,0;
б) до 0,5
Медленный а) до 5,0;
б) до 1,0
Умеренный а) до 10,0;
б) до 3,0
Быстрый а) до 20,0;
б) до 5,0
Очень быстрый а) до 30,0;
б) до 10,0
Критический а) до 50,0;
б) до 20,0
Катастрофический а) свыше 50,0;
б) свыше 20,0
Примечание: а) дождевых и талых вод; б) грунтовых вод.
Быстрая скорость распространения связана со следующими факторами:
- превышением предельного срока эксплуатации полигона, в результате которого часть отходов начинает попадать на прилегающую к нему территорию, не имеющую защитных инженерных сооружений. Вследствие этого выпадаемые осадки практически полностью переносят загрязняющие вещества на прилегающие территории;
- нарушением технологии захоронения отходов, включая складирование некоторой их части за пределами полигона;
- возрастающим объемом загрязненных талых и грунтовых вод, особенно в весенне-летний период;
- увеличивающейся деформацией защитных сооружений.
Очень быстрая скорость распространения связана с предыдущими факторами и допол-
няется периодическими обильными ливневыми осадками, которые приводят к резкому увеличению загрязненных вод.
Критическая скорость распространения связана со следующими факторами:
- дальнейшей эксплуатацией уже заполненного полигона и складированием отходов на прилегающей территории и, как следствие этого, практически беспрепятственным распространением загрязненных вод, особенно в весенне-летний период;
- с продолжающимся разрушением защитных инженерных сооружений, приводящему к увеличению распространения фильтрата за пределы полигона.
Катастрофическая скорость связана с предыдущими факторами и с увеличивающимся, практически неконтролируемым распространением фильтрата, а также дождевых, талых и грунтовых вод.
Расчет точности геодезических измерений с использованием скорости и величины распространения фильтрата и загрязненных вод состоит из двух этапов.
На первом этапе определяется (или устанавливается еще на стадии проектирования) величина распространения загрязнения. Для примера рассмотрим результаты измерений, выполненные на одном из полигонов спустя год после ввода его в эксплуатацию. На основании проведения отбора проб средняя величина этого распространения по его периметру составила не более 0,50 м.
На втором этапе определяется величина СКО измерений. В нашем случае с использованием известной формулы получим
М = 0,2^мин,
где ^мин - минимальная величина распространения загрязнения.
Так, при ^мин = 0,50 м будем иметь М = 0,10 м.
Измерения в пределах этой СКО могут выполняться даже с использованием современных тахеометров технической точности. Применение спутниковых технологий также позволяет обеспечить измерения с этой точностью при любых режимах работы.
Обоснование цикличности выполнения измерений должно быть связано со следующими основными факторами:
- установленной нормативными документами периодичностью отбора проб на анализ загрязнения почвы, поверхностных, сточных и подземных вод;
- оперативными (внеплановыми) измерениями, обусловленными возникшей чрезвычайной ситуацией (резкое увеличение сточных вод, повреждение защитных инженерных сооружений и т. п.);
- периодами (сезонностью) загрязнения почвы, поверхностных, сточных и подземных вод;
- проведением кадастровой оценки земель или отдельных объектов недвижимости;
- изменением форм собственности объектов недвижимости, расположенных в непосредственной близости от полигона ТКО.
Необходимо учитывать, что частичное изменение цикличности выполнения измерений может быть вызвано уменьшением объема финансирования работ по мониторингу состояния окружающей природной среды в районе полигона ТКО. Внеплановое выполнение измерений может быть также обосновано необходимостью составления (обновления) планов масштабов 1 : 500, 1 : 2 000 на территорию полигона и прилегающие к нему земельные участки в случаях, предусмотренных нормативными документами к актуальности топографических планов.
Выбор способа координирования границ полигона и прилегающих к нему земельных участков зависит от следующих основных факторов:
- технической оснащенности геодезического подразделения;
- сохранности пунктов геодезического обоснования;
- требований заказчика на объем представления результатов измерений;
- сроков эксплуатации полигона;
- объемов запланированных измерений.
Измерения могут выполняться с применением спутниковых технологий, тахеометрической съемки, координатных определений без выполнения тахеометрической съемки, наземного лазерного сканирования и с применением технологий беспилотных авиасистем [20].
Если подрядная организация обладает всеми указанными технологиями, то выбор одной из них будет зависеть в основном от объемов запланированных измерений. Если же парк геодезических приборов подрядной организации представлен, например, только тахеометрами, то может использоваться тахеометрическая съемка или координатные определения. При этом достаточно иметь три сохранившихся пункта обоснования, чтобы для координирования применить полярную или обратную линейно-угловую засечки.
Срок эксплуатации полигона влияет на объем отходов и занимаемую ими площадь, а также на площадь загрязненных земельных участков и, следовательно, на объем необходимых измерений. Последовательность производства полевых и камеральных работ зависит от объема ранее выполненных этих работ,
а также сохранности геодезического обоснования и точек отбора проб. Так, при их сохранности очередной цикл мониторинга может начинаться с полевых геодезических измерений. Если же пункты геодезического обоснования не были заложены в необходимом количестве или с течением времени были частично уничтожены, то возникает необходимость в их предварительном восстановлении. Выполнение полевых и камеральных работ включает в себя:
- выбор способа и приборного обеспечения для создания (сгущения) планово-высотного обоснования;
- производство полевых измерений;
- определение на данный момент времени фактических границ (координат) полигона ТКО и загрязненных земельных участков.
Составление межевого плана предусматривает внесение в его состав следующих дополнений:
- установления формы представления результатов полевых и камеральных работ;
- схемы и координат мест расположения отбора проб;
- шага сетки определения уровня загрязнения;
- границ загрязнения земельных участков, площади загрязнения;
- отображения условными знаками уровней загрязнения на территории полигона, на границе с прилегающими земельными участками и на территории этих участков.
Необходимость определения фактических границ полигона ТКО обусловлена тем, что складирование отходов может производиться за границей полигона (рис. 3).
Рис. 3. Пример складирование отходов за границей полигона ТКО
При выявлении подобного рода нарушений необходимо проведение работ, в том числе геодезических, для установления границы земельных участков, загрязненных в результате противоправных действий, и определения величины причиненного вреда.
Обсуждение
При выборе земельного участка для размещения полигона ТКО необходимо проведение комплекса инженерно-геологических работ. Полигон ТКО не должен оказывать негативного влияния на состояние земельных ресурсов и общего экологического состояния окружающей территории. Это требование очень сложно выполнить в условиях современного технического обеспечения отрасли
мусоропереработки в России. Проблемы, в первую очередь, связаны с тем, что стоимость строительства мусороперерабатываю-щих заводов и комплексов очень высока, поэтому в попытках экономии денежных средств используются либо устаревшие технологии мусоропереработки, либо традиционные методы захоронения мусора на полигонах ТКО. Конечно же, подход, который основан на создании полигонов ТКО, его наполнения и консервации, является экологически опасным, вызывает огромный отрицательный резонанс у населения. Как показал анализ работ по выбору земельного участка под размещение полигона ТКО на территории Тогучин-ского района НСО, все жители района были не согласны с планируемым местом его размещения. Особенности использования, высо-
кий риск развития чрезвычайной ситуации при неправильной эксплуатации делают полигоны ТКО опасными объектами, соседство с которыми негативно сказывается и на ценах близлежащих объектов недвижимости. Этот факт необходимо учитывать при принятии решения о создании полигонов ТКО и планировании работ по государственному земельному контролю и надзору [20]. Та финансовая выгода, которую может получить государство при строительстве полигона ТКО, а не мусороперерабатывающего комплекса, с годами может раствориться в затратах на решение и ликвидацию последствий экологических бедствий [21], вызванных эксплуатацией полигона. Кроме того, будут иметь место финансовые потери, которые неизбежно получат бюджеты различных уровней вследствие снижения инвестиционной привлекательности территории, а также уменьшения налоговых поступлений по объектам недвижимости из-за понижения их рыночной стоимости как объектов, находящихся в экологически неблагоприятном районе, а впоследствии, возможно, и в зоне действия чрезвычайной ситуации [22].
Заключение
Проектирование полигонов ТКО должно сопровождаться не только оптимизацией логистики движения мусоровозов с обслуживаемой ими территории и сокращением затрат от вывоза мусора, но и земельно-информационным моделированием, в основе которого должна лежать геоинформационная модель перспективного развития территории. План развития территории предполагает проведение расчета численности населения при увеличении площади селитебных зон. При этом планирование развития городской территории должно вестись в безопасных относительно расположения полигона ТКО направ-
лениях. Ситуация, когда полигон ТКО оказывается в непосредственной близости от населенного пункта и селитебных зон, в настоящее время возможна. Однако на законодательном уровне необходимо предусмотреть механизмы, регламентирующие безопасное расстояние от жилых домов до полигонов ТКО.
Современной альтернативой полигонам ТКО являются мусороперерабатывающие заводы. Эффект от создания мусороперера-батывающих заводов носит пролонгированный характер, который выражается в следующем:
- сокращении площади земельных участков, занятых объектами мусоропереработки;
- полном отсутствии или уменьшении са-нитарно-защитной зоны;
- отсутствии первичного и вторичного загрязнения земель;
- минимизации затрат на мониторинг и экологическое обследование состояния земель;
- минимизации влияния объектов мусоро-переработки на рыночную стоимость близлежащих объектов недвижимости;
- отсутствии необходимости корректировки кадастровой стоимости объектов недвижимости и снижения налоговых платежей за объекты недвижимости, на которые оказывает влияние полигон ТКО;
- выделении из отходов ценных компонентов и их повторное использование в промышленности и, как следствие этого, создание новых производственных мощностей с последующим вовлечением свободных земельных ресурсов в хозяйственный оборот;
- росте инвестиционной привлекательности и рыночной стоимости объектов недвижимости, находящихся на территориях, где применяются экологически безопасные технологии переработки мусора.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. В 20 регионах России в ближайшие два-три года может закончиться емкость свалок. ТАСС 31 августа 2021 г. [Электронный ресурс] - Режим доступа: https://tass.ru/obschestvo/12256283.
2. СП 320.1325800.2017. Свод правил. Полигоны для твердых коммунальных отходов. Проектирование, эксплуатация и рекультивация [Электронный ресурс] - Режим доступа: https://docs.cntd.ru/ document/556610331.
3. Грекова А. О., Дубровский А. В., Пошивайло Я. Г., Уставич Г. А. Предложения по совершенствованию системы охраны и мониторинга земель полигонов твердых бытовых отходов // Интерэкспо
ГЕО-Сибирь. XIV Междунар. науч. конгр. : Междунар. науч. конф. «Экономическое развитие Сибири и Дальнего Востока. Экономика природопользования, землеустройство, лесоустройство, управление недвижимостью» : сб. материалов в 2 т. (Новосибирск, 23-27 апреля 2018 г.). - Новосибирск : СГУГиТ, 2018. Т.2.- С. 107-112.
4. Копосова В. А. Влияние твердых бытовых отходов на состояние окружающей среды города // Междунар. науч. школьный вестник, 2018. - № 4 (часть 3). - С. 323-327.
5. Уставич Г. А., Дубровский А. В., Пошивайло Я. Г., Грекова А. О., Малыгина О. И. Элементы методики рационального землепользования территории полигонов твердых бытовых отходов // Вестник СГУГиТ. - 2019. - Т. 24, № 3. - С. 203-221.
6. Сидорова М. Ю., Шарикалов А. Г., Дубровский А. В., Ершов А. В. Проектирование расположения площадок накопления твердых коммунальных отходов на территории частного сектора города Новосибирска // Регулирование земельно-имущественных отношений в России: правовое и геопространственное обеспечение, оценка недвижимости, экология, технологические решения : сб. материалов IV Национальной науч.-практ. конф. в 3 ч. (Новосибирск, 17-19 ноября 2020 г.). - Новосибирск : СГУГиТ, 2020. Ч. 3. - Б01 10.33764/2687-041Х-2021-3-40-45.
7. Об отходах производства и потребления [ Электронный ресурс] : федер. закон от 24.06.1998 № 89-ФЗ. - Доступ из справ.-правовой системы «КонсультантПлюс».
8. Земельный кодекс РФ [Электронный ресурс]. - Доступ из справ.-правовой системы «КонсультантПлюс».
9. О землеустройстве [Электронный ресурс] : федер. закон от 18.06.2001 № 78-ФЗ. - Доступ из справ.-правовой системы «КонсультантПлюс».
10. Об охране окружающей среды [Электронный ресурс] : федер. закон от 10.01.2002 № 7-ФЗ. -Доступ из справ.-правовой системы «КонсультантПлюс».
11. О государственном экологическом мониторинге (государственном мониторинге окружающей среды) и государственном фонде данных государственного экологического мониторинга (государственного мониторинга окружающей среды) [Электронный ресурс] : Постановление Правительства РФ от 09.08.2013 № 681. - Доступ из справ.-правовой системы «КонсультантПлюс».
12. Инструкция по проектированию, эксплуатации и рекультивации полигонов для твердых бытовых отходов. Утверждена министерством строительства 02.11.1996. - М. : Академия коммунального хозяйства им. К. Д. Тамфилова, 1998. - 110 с.
13. Гигиенические требования к устройству и содержанию полигонов для твердых бытовых отходов [Электронный ресурс] : Санитарные правила СП 2.1.7.1038-01 утв. постановлением Главного государственного санитарного врача РФ от 30.05.2001 № 16. - Доступ из справ.-правовой системы «КонсультантПлюс».
14. Карпик А. П., Мареев А. В., Мамаев Д. С. Свободное программное обеспечение для геодезического мониторинга Moncenter // Вестник СГУГиТ. - 2022. - Т. 27, № 5. - С. 43-54. - Б01 10.33764/24111759-2022-27-5-43-54.
15. Раздольное-2: в Новосибирской области начались споры вокруг нового места для мусорного завода [Электронный ресурс] // Ваш город. - Режим доступа: https://vashgorod.ru/news/110015.
16. С новым местом для полигона ТБО согласилась рабочая группа [Электронный ресурс] // Все новости Новосибирской области. - Режим доступа: https://vn.ru/news-s-novym-mestom-dlya-poligona-tbo-soglasilas-rabochaya-gruppa/.
17. Новосибирское Правительство решило разместить полигон ТБО на новом участке в Раздольном [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://tayga.info/166343.
18. Азгальдов Г. Г., Райхман Э. П. Экспертные методы в оценке качества. - М. : Экономика, 1974. -139 с.
19. Офрихтер В. Г. Особенности классификации твердых отходов // Вестник Волгоградского государственного архитектурно-строительного ун-та. Сер. Строительство и архитектура. - 2009. - № 14. - С. 33-38.
20. Гура Д. А., Марковский И. Г., Ряскин А. А. Использование беспилотных летательных аппаратов при осуществлении государственного земельного надзора // Вестник СГУГиТ. - 2022. - Т. 27, № 5. -С. 138-146. - Б01 10.33764/2411-1759-2022-27-5-138-146.
21. Калюжина Е. А., Самарская Н. С. Экологические особенности воздействия полигонов твердых бытовых отходов на состояние окружающей среды в районах их расположения // Инженерный вестник Дона. - 2014. - № 3. - С. 21-28.
22. Дубровский А. В., Пошивайло А. О. К вопросу влияния загрязнения городских земель на кадастровую стоимость недвижимости // Интерэкспо ГЕО-Сибирь-2016. XII Междунар. науч. конгр. :
Магистерская научная сессия «Первые шаги в науке» : сб. материалов (Новосибирск, 18-22 апреля 2016 г.). - Новосибирск : СГУГиТ, 2016. - С. 39-43.
Об авторах
Георгий Афанасьевич Уставич - доктор технических наук, профессор кафедры инженерной геодезии и маркшейдерского дела.
Алексей Викторович Дубровский - кандидат технических наук, директор Института кадастра и природопользования .
Ярослава Георгиевна Пошивайло - кандидат технических наук, зав. кафедрой картографии и геоинформатики.
Антонина Олеговна Грекова - эксперт департамента социальной политики.
Олеся Игоревна Малыгина - кандидат технических наук, зав. кафедрой кадастра и территориального планирования.
Анатолий Иванович Каленицкий - доктор технических наук, профессор кафедры космической и физической геодезии.
Получено 17.01.2023
© Г. А. Уставич, А. В. Дубровский, Я. Г.Пошивайло, А. О. Грекова, О. И. Малыгина, А. И. Каленицкий, 2023
Development of technological scheme for carrying out determination of land plot boundary pollution with MSW landfills
G. A. Ustavich1, A. V. Dubrovsky1 *, Y. G. Poshivaylo1, A. O. Grekova2, O. I. Malygina1, A. I. Kalenitsky1
1 Siberian State University of Geosystems and Technologies, Novosibirsk, Russian Federation 2 City Hall of Novosibirsk, Novosibirsk, Russian Federation * e-mail: avd5@ssga.ru
Abstract. The article is devoted to the research of approaches for monitoring the condition of land plots both occupied by MSW landfills and the ones negatively influenced by the neighboring landfills. The concept of a landfill of solid municipal waste (MSW) is considered. The characteristics of the negative environmental impact of municipal solid waste landfills on the state of land resources are given. Geoanalysis and geomodeling methods have been applied to plan the placement of municipal solid waste landfills, as well as to predict their negative impact. Examples of the placement of municipal solid waste landfills near settlements, as well as examples of the choice of land plots for the construction of landfills are considered. The list of optimality criteria that are used when choosing a land plot for the placement of a landfill is shown. A technological scheme of work has been compiled to determine the level and area of contamination of land plots by landfills of solid municipal waste. The stages of work are closely considered, which include: cadastral and geodetic works, as well as environmental monitoring of the state of land resources. The values of the mean square error of determining (predicting) the coordinates of the boundaries of contaminated land plots are proposed, depending on the category of land, the location of the landfill, as well as the speed of pollution propagation. The characteristics of different rates of pollution propagation, which is formed as a result of leachate ingress beyond the boundary of protective engineering structures, are given. The periodicity with which it is necessary to carry out monitoring measurements of the land pollution level is justified. The methods of coordinating the boundaries of pollution, as well as various measurement tools, are considered. The discussion touched the questions connected with waste recycling technologies and positive impact of refusal of storing SMW both on ecological state of resources and their investment and market appeal. In conclusion, it is stated that the modern concept of sustainable development of territories should be based on environmentally safe land use, the principles of which criticize the creation and operation of landfills of solid municipal waste. Existing municipal solid waste landfills should be operated using land information modeling technology, which should be based on a geoinformation model of the prospective development of the territory. This model includes the dynamics of changes in the number of residents within the boundaries of territorial entities served by a landfill of municipal solid waste.
Вестник CTyTuT, Tom 28, № 2, 2023
Keywords: landfills of municipal solid waste (MSW), technogenic natural-territorial complexes, planning of land plot selection, geomodeling, environmental damage, monitoring of land condition, geoinformation analysis, optimality criteria, mean square error (SQR), pollution boundaries, pollution spread rate, waste recycling
REFERENCES
1. TASS (August 31, 2021). In 20 regions of Russia, the capacity of landfills may run out in the next two to three years. Retrieved from https://tass.ru/obschestvo/12256283 [in Russian].
2. Code of Practice. SP 320.1325800.2017. A set of rules. Landfills for municipal solid waste. Design, operation and reclamation. Retrieved from https://docs.cntd.ru/document/556610331 [in Russian].
3. Grekova, A. O. Dubrovskiy, A. V., Poshivaylo, Ya. G., & Ustavich, G. A. (2018). Proposals for improving the system of protection and monitoring of solid waste landfills lands. In Sbornik materialov Interekspo GEO-Sibir'-2018: Mezhdunarodnoy nauchnoy konferentsii: T. 2. Ekonomicheskoe razvitie Sibiri i Dal'nego Vostoka. Ekonomika prirodopol'zovaniia, zemleustroistvo, lesoustroistvo, upravlenii e nedvizhimost'iu [Proceedings of Interexpo GEO-Siberia-2018: International Scientific Conference: Vol. 2. Economic Development of Siberia and the Far East. Enviromental Economics, Land Management, Forestry Management and Property Management] (pp. 107-112). Novosibirsk: SSUGT Publ. [in Russian].
4. Koposova, V. A. (2018). The influence of solid household waste on the state of the city's environment. Mezhdunarodnyy nauchnyy shkol'nyy vestnik [International Scientific School Bulletin], 4(3), 323-327 [in Russian].
5. Ustavich, G. A., Dubrovskiy, A. V., Poshivaylo, Ya. G., Grekova, A. O., & Malygina, O. I. (2019). Elements of the methodology of rational land use of the territory of landfills of solid household waste. Vestnik SGUGiT[VestnikSSUGT], 24(3), 203-221 [in Russian].
6. Sidorova, M. Yu., Sharikalov, A. G., Dubrovskiy, A. V., & Ershov, A. V. (2020). Designing the location of solid municipal waste accumulation sites on the territory of the private sector of the city of Novosibirsk. In Sbornik materialov IVNatsional'noy nauchno-prakticheskoy konferentsii: Ch. 3. Regulirovanie zemel'no-imushchestvennykh otnosheniy v Rossii: pravovoe i geoprostranstvennoe obespechenie, otsenka nedvizhimosti, ekologiya, tekhnologicheskie resheniya [Proceedings of the IV National Scientific and Practical Conference: Part 3. Regulation of Land and Property Relations in Russia: Legal and Geospatial Support, Real Estate Valuation, Ecology, Technological Solutions] (pp. 40-45). Novosibirsk: SSUGT Publ. doi: 10.33764/2687-041X-2021-3-40-45 [in Russian].
7. Federal Law of June 24, 1998 No. 89-FZ. On production and consumption waste. Retrieved from Con-sultantPlus online database [in Russian].
8. Land code of the Russian Federation (1992-2014). Retrieved from ConsultantPlus online database [in Russian].
9. Federal Law of June 18, 2001 No. 78-FZ. On land management. Retrieved from ConsultantPlus online database [in Russian].
10. Federal Law of January 10, 2002 No. 7-FZ. On the protection of the environment. Retrieved from ConsultantPlus online database [in Russian].
11. Resolution of the government of the RF of August 9, 2013 No. 681. About state ecological monitoring (state environmental monitoring) and the state data fund of state environmental monitoring (state environmental monitoring). Retrieved from ConsultantPlus online database [in Russian].
12. Instructions for designing, operating and recultivating landfills for solid household waste. (1998). Approved by the Ministry of Construction on November 02, 1996. Moscow: Academy of Municipal Utilities named after K. D. Tamfilova Publ., 110 p. [in Russian].
13. Sanitary rules. SP 2.1.7.1038-01. Approved by the Resolution of the Chief State Sanitary Doctor of the Russian Federation of May 30, 2001 No. 16. Hygienic requirements for the arrangement and maintenance of landfills for solid domestic sewage. Retrieved from ConsultantPlus online database [in Russian].
14. Karpik, A. P., Mareev, A. V., & Mamaev, D. S. (2022). Free software for geodetic monitoring Mon-center. Vestnik SGUGiT [Vestnik SSUGT], 27(5), 43-54. doi 10.33764/2411-1759-2022-27-5-43-54 [in Russian].
15. Razdolnoye-2: disputes began in the Novosibirsk region around a new place for a garbage plant. Retrieved from https://vashgorod.ru/news/110015 [in Russian].
16. The working group agreed with the new location for the landfill. Retrieved from: https://vn.ru/news-s-novym-mestom-dlya-poligona-tbo-soglasilas-rabochaya-gruppa/ [in Russian].
17. The Novosibirsk Government decided to place a landfill on a new site in Razdolny Retrieved from https://tayga.info/166343 [in Russian].
18. Azgal'dov, G. G., & Raykhman, E. P. (1974). Ekspertnye metody v otsenke kachestva [Expert methods in quality assessment]. Moscow: Ekonomika Publ., 139 p. [in Russian].
19. Ofrikhter,V. G. (2009). Features of classification of solid waste. Vestnik Volgogradskogo gosudar-stvennogo arkhitekturno-stroitel'nogo universiteta. Seriya: Stroitel'stvo i arkhitektura [Bulletin of the Volgograd State University of Architecture and Civil Engineering. Series: Construction and Architecture], 14, 3338 [in Russian].
20. Gura, D. A., Markovskiy, I. G., & Ryaskin, A. A. (2022). The use of unmanned aerial vehicles in the implementation of state land supervision. Vestnik SGUGiT [Vestnik SSUGT], 27(5), 138-146. DOI 10.33764/2411-1759-2022-27-5-138-146 [in Russian].
21. Kalyuzhina, E. A., & Samarskaya, N. S. (2014). Ecological features of the impact of landfills of solid household waste on the state of the environment in the areas of their location. Inzhenernyy vestnik Dona [Engineering Bulletin of the Don], 3, 21-28 [in Russian].
22. Dubrovskiy, A. V., & Poshivaylo A. O. (2016). On the issue of the impact of urban land pollution on the cadastral value of real estate. In Sbornik materialov Interekspo GEO-Sibir'-2016: Magisterskaya nauchnaya sessiya "Pervye shagi v nauke" [Proceedings of Interexpo GEO-Siberia-2016: Master's Scientific Session "First Steps in Science"] (pp. 107-112). Novosibirsk: SSUGT Publ. [in Russian].
Author details
George A. Ustavich - D. Sc., Professor, Department of Engineering Geodesy and Surveying.
Alexey V. Dubrovsky - Ph. D., Head of the Department of Cadastre and Territorial Planning.
Yaroslava G. Poshivaylo - Ph. D., Head of the Department of Cartography and Geoinformatics.
Antonina O. Grekova - Expert, Department of Social Policy.
Olesya I. Malygina - Ph. D., Head of the Department of Cadastre and Territorial Planning.
Anatoly I. Kalenitsky - D. Sc., Professor, Department of Space Physical Geodesy.
Received 17.01.2023
© G. A. Ustavich, A. V. Dubrovsky, Y. G. Poshivaylo, A. O. Grekova, O. I. Malygina, A. I. Kalenitsky, 2023
