Экология/Экологические и метеорологические проблемы больших городов и промышленных зон.

к.т.н., доцент Еличев К.А., к.т.н., профессор Пинт Э.М.,
к.т.н., доцент Романенко И.И., к.т.н., доцент Петровнина И.Н.,
к.т.н., доцент Козицын В.С., Савицкий Е.А.

ФБОУ ВПО «Пензенский ГУАС», Россия

Обследование полигонов (свалок) твердых бытовых отходов

Впервые серьезность встающих перед обществом экологических проблем была осознана в начале 60-х годов. Реальностью стали повсеместное распространение токсикантов, загрязнение ими воды, воздуха, почв, продуктов питания. Ученые пришли к выводу, что пока велись долгие споры о том, какие методы следует предпринять, чтобы предотвратить наступающий экологический кризис, то он наступил. Скорость увеличения вредного воздействия средовых факторов и интенсивность их влияния уже выходят за пределы биологической приспособляемости экосистем к изменениям среды обитания и создает прямую угрозу жизни и здоровью населения. В современных условиях нестабильной социально-экологической обстановки эти негативные тенденции особо проявляются в России. Ежегодно в России образуется более 7 млрд. тонн бытовых, сельскохозяйственных, промышленных и иных отходов, из которых лишь 2 млрд. тонн (28%) применяется в хозяйстве. Вызывает тревогу накопление токсичных и экологически опасных отходов, их общий объем к середине 90-х годов составлял 11 млрд. тонн.

Основные виды твердых, жидких и газообразных отходов разделяют на бытовые (коммунальные), сельскохозяйственные, строительные, производственного потребления и промышленные. По данным ООН в мире ежегодно в атмосферу, водоемы, почву поступает 3 млрд. тонн твердых бытовых отходов (ТБО). К последним не относятся промышленные, сельскохозяйственные и канализационные отходы, а лишь то, что обычно в обиходе называют мусором. В его составе бумага – около 40% , пищевые отбросы — около 20%, стекло, пластмасса, древесина, резина, текстиль и многое другое. Основной поставщик мусора в настоящее время – упаковочный материал. Экологические последствия этого фактора не только в создании дискомфорта или условий для распространения заболеваний, но и в изменениях и превращениях во вторичные загрязнители. Сегодня в развитых странах на человека ежедневно приходится свыше 1,5 кг ТБО. Для уборки такого количества мусора требуется каждый день огромное количество мусоровозов. Часть ТБО подвергается вторичной переработке – рециклизации. Для этого макулатуру измельчают в пульпу, из которой делают снова бумагу или картон, стекло дробят и плавят, приготовляя новые бутылки или используя в производстве бетона и асфальтовых покрытий, пластмассу также переплавляют и применяют в качестве строительных материалов, из пищевых отходов и садового мусора получают компост для удобрения почвы и т.п. Несмотря на большое будущее рециклизации сегодня, однако, вторичная утилизация реализуется лишь в небольших масштабах. В России, например, лишь около 5% от общего количества отходов проходит переработку.

Отношение к охране окружающей среды вообще и к утилизации отходов в частности становится одним из основных показателей уровня развития страны.

Сезонные изменения состава ТБО характеризуются увеличением содержания пищевых отходов с 20…25% весной до 40…45% осенью. Зимой и осенью сокращается содержание мелкого отсева (уличного смета) с 20% до 7%. Фракционный состав ТБО резко меняется по сезонам года.

К особым свойствам ТБО относятся механическая связанность за счет волокнистых фракций и сцепления влажных липких компонентов, абразивность, слеживаемость, т.к. при длительной неподвижности ТБО теряют сыпучесть и уплотняются (с возможностью выделения фильтрата) без всякого внешнего воздействия. При длительном контакте ТБО оказывают на металл коррозирующее действие, что связано с высокой влажностью и наличием в фильтрате растворов солей.

Таким образом, понятно, что значительным негативным фактором воздействия на окружающую природную среду является возможность попадания токсичных веществ вместе с фильтратом в подземные воды, что может привести к загрязнению питьевых источников и близлежащих водоемов.

В общественном сознании постепенно сформировалась идея о том, что закапывание отходов в землю или сброс их в море – это недопустимое перекладывание наших проблем на плечи потомков. Параллельно наметилась и другая тенденция: чем жестче будет законодательство по контролю воды и воздуха, тем больше будет производиться токсичных отходов, так как все методы очистки газообразных и жидких сред приводят к концентрации загрязнений в твердом веществе: в илах, осадках, золе и т.д.

Подход к проблеме ТБО ориентируется на уменьшении опасного влияния на окружающую среду путем изоляции свалки от грунтовых вод, очистки выбросов мусоросжигательного завода и т.д.

Целью данной работы являлось обследование полигонов (свалок) твердых бытовых отходов некоторых районов и городов РФ, для установления влияния их на окружающую среду. Для этого на территориях полигонов проводились замеры атмосферного воздуха на содержание диоксида азота, фенола, формальдегида, оксида углерода, углеводородов, метанола, эталона, бутанола, ацетона, этилацетата, ксилола, бутилацетата, толуола, двуокиси серы, аммиака, сероводорода. Пробы воздуха отбирались с наветренной и подветренной сторон. Пробы почвы отбирались по периметру свалок с учетом угла уклона и анализировались на содержание токсичных элементов: кадмия, марганца, меди, мышьяка, никеля, ртути, свинца, хрома, цинка. Кроме этого были отобраны пробы воды из наблюдаемых скважин и артскважин, а также водоемов и родников, находящихся в зоне возможного влияния свалок. Анализ проводился по следующим ингредиентам: pH, взвешенные вещества, сухой остаток, растворенный кислород, азот аммонийный, азот нитратов, фосфаты, хлориды, сульфаты, фториды, нефтепродукты, фенолы, ацетон, метанол, этанол, пропанол, бутанол, бутилацетат, изоамиловый спирт, изопропиловый спирт, калий, натрий, кальций, магний, железо, марганец, медь, кадмий, никель, свинец, цинк, хром общий, кобальт, мышьяк, жесткость, щелочность.

В данной статье авторы ограничились представлением результатов обследования только проб почвы одного из полигонов. При необходимости остальные результаты могут быть опубликованы в следующих статьях.

Пробы почвы были отобраны в 20 метрах от края свалки с восточной, западной, северной и южной сторон. Фоновая проба отобрана на дачном участке в 70 метрах от свалки. Данные по содержанию токсичных элементов в этих пробах представлены в таблицах 1, 2 и на рисунке.

Таблица 1 – Содержание токсичных элементов (кислоторастворимые формы) в пробах почвы, отобранных в 2009 г. вокруг свалки ТБО в долях ПДК

№ п/п	Наименование ингредиента	ПДК, мг/кг	Кратность превышения ПДК в различных точках полигона
			Восток	Юг	Запад	Север	Фон
1	Кадмий	0,5	9	0,4	18	4	-
2	Марганец	1500	0,77	0,77	0,33	0,37	0,27
3	Медь	33	0,41	0,56	0,27	0,41	0,17
4	Мышьяк	2	0,47	1,1	0,35	0,4	0,25
5	Никель	20	1,55	1,32	1,3	1,35	1,15
6	Хром	-	-	-	-	-	-
7	Свинец	32	0,26	10,3	0,78	7,34	0,26
8	Цинк	55	0,44	0,52	0,49	1,73	0,44
9	Ртуть	2,1	-	0,007	0,002	-	-

Таблица 2 – Содержание токсичных элементов (кислоторастворимые формы) в пробах почвы, отобранных в 2010 г. вокруг свалки ТБО в долях ПДК

№ п/п	Наименование ингредиента	ПДК, мг/кг	Кратность превышения ПДК в различных точках полигона
			Восток	Юг	Запад	Север	Фон
1	Кадмий	0,5	0,12	0,2	0,6	0,4	0,2
2	Марганец	1500	0,33	0,25	0,33	0,14	0,08
3	Медь	33	0,47	0,46	0,4	0,54	0,55
4	Мышьяк	2	0,75	1,16	0,89	0,82	0,99
5	Никель	20	1,4	0,98	0,92	1,19	0,92
6	Свинец	32	0,47	0,25	0,46	0,45	0,28
7	Цинк	55	0,54	0,41	0,48	0,5	0,46
8	Ртуть	2,1	0,17	0,16	0,17	0,16	0,21

В пробах почвы, отобранных в 2009г. вокруг свалок ТБО обнаружены значительные превышения ПДК по кислоторастворимым формам кадмия, свинца, несколько ниже по никелю и по мышьяку.

Рисунок – Содержание токсичных элементов (мышьяка и никеля) в пробах почвы, отобранных в 2009-2010 г.г. вокруг свалки ТБО в долях ПДК

В 2010г. выявлены превышения ПДК по кислоторастворимым формам тяжелых металлов.

В заключении можно сделать вывод, что одним из звеньев решения проблемы ТБО является сбор надежной информации о состоянии свалок и полигонов, видах их обустройства, обозначены ли места хранения различных видов отходов табличками о недопущении их смешивания, установлены ли специальные контейнеры для сбора промасленной бумаги, ветоши, металлов, исключен ли слив жидких отходов со свалок в грунтовые воды, эксплуатируются ли шламонакопители в соответствии с санитарными нормами, прослеживается ли динамика негативного воздействия отходов на экологию региона.