Всего за 99.9 руб. Купить полную версию
- температура в массиве мусора;
- количество свободного кислорода;
- количество свободной влаги.
Однако наблюдалась и некоторая общая зависимость состава фильтрата от времени нахождения ТБО в массиве свалки.
Авторами научных исследований при изучении состава фильтрата было отмечено, что через пять лет после начала складирования мусора минерализация фильтрата достигает максимального значения, а потом постепенно снижается [82]. На Рис. 3.1.1. представлена общая схема изменения качественного состава фильтрата во времени, построенная на основании изучения исследований свойств фильтрата реальных полигонов, проводимых различными авторами [101–103].
Рис. 3.1.1. Качественное изменение состава фильтрата свалки во времени
Было установлено, что наибольшее количество загрязняющих веществ в теле свалки приходится на период кислой фазы, характеризуемый значениями pH = 4,5÷ 7,5 и продолжающийся первые 5÷7 лет. По данным исследований P. Baccini [78] и Christensen & Kjeldsen [84] период стабильной генерации метана, т. е. метановой фазы продолжается на протяжении 20 ÷ 40 лет.
После фазы стабильной генерации метана наступает период пассивной стабилизации массива экскретов, на протяжении которого наблюдаются незначительные флуктуации концентраций загрязняющих веществ в составе фильтрата. Содержание концентраций неорганических соединений (Fe, Ca, Mg, Mn, Zn, Sr) показало снижение во времени. Его связывают с изменением показателя pH.
Исследования на полигонах, срок эксплуатации которых больше 15 лет, показали, что такие параметры, как электропроводность, концентрации NH4-N, орг. Cl, K, Na, незначительно увеличивались [83].
Таблица № 3.1.1. Физико-химические процессы в теле мусорного полигона для разных фаз его развития
Практически по всем химическим соединениям наблюдалось превышение ПДК в воде водоёмов рыбохозяйственного назначения (от нескольких единиц до нескольких сотен и тысяч раз), что говорит о его высокой опасности для объектов окружающей среды и необходимости организации контролируемого сбора и очистки фильтрата. Результаты натурных исследований представлены в Таблице 3.1.1. Практические данные, полученные с различных свалок Пермской области представлены достаточно "пёстрым" составом, однако, в целом, соответствуют теории изменения состава фильтрата во времени [85].
Так, наблюдается значительное снижение концентраций компонентов по целому ряду соединений при переходе от "молодого" к "старому" фильтрату (ХПК, ионы сульфатов, хлоридов, кальция, магния, марганца).
Таблица 3.1.2. Химический состав фильтрата исследованных свалок Пермской области
По некоторым соединениям, входящим в состав фильтрата, между практическими данными четырёх полигонов Пермской области и усреднёнными данными полигонов Германии и Швеции наблюдается хорошее соответствие.
Как было указано выше, одним из проявлений геохимической аномалии полигонов мусора является образование биогаза (свалочного газа). Гниение мусора происходит под воздействием бактерий: асидогенов и метаногенов. Первые производят первичное разложение мусора на летучие жирные кислоты, а вторые перерабатывают эти летучие жирные кислоты в метан CH4 и диоксид углерода CO2. В результате образуется свалочный газ, состоящий из примерно 50 % метана CH4 и 50 % CO2, включая небольшие примеси H2S и органических веществ.
Геохимические аномалии свалок и полигонов ТБО проявляются следующими негативными последствиями:
- в свалочном грунте накапливаются в опасных концентрациях соединения тяжёлых металлов;
- грунты свалок обладают аномальными геофизическими характеристиками;
- в свалочном грунте образуется токсичная газовая смесь (биогаз).
Концентрации химических элементов в теле свалки, а значит и её опасность для живых организмов зависят от времени её эксплуатации. Наиболее отрицательно на окружающую среду влияет свалка после 3÷4 лет от начала эксплуатации и впервые 15÷20 лет после её закрытия [59].
Необходимо отметить, что для выявления конкретных значений элементов химического состава фильтрата и закона их изменений во времени необходимо проведение анализа достаточно большой выборки объектов, но на данный момент отсутствуют многие необходимые исходные данные. Эти данные нужны для проектирования и оценки воздействия на окружающую среду полигонов захоронения ТБО, строительство которых в России приобретает значительные масштабы.
В заключение можно сделать выводы, что химический состав фильтратов не является постоянным даже для одного конкретного полигона, он зависит от многих факторов: первоначального состава мусора, возраста полигона, температуры в массиве мусора, наличия свободного кислорода, воды и т. д. Главным определяющим параметром является время нахождения мусора в теле полигона, что подтверждается экспериментальными данными. Основным этапом, характеризующим изменение состава образующегося фильтрата, является переход от кислой фазы к метановой, который наступает для отдельного участка полигона через 5÷7 лет после попадания содержимого свалки в анаэробные условия.
Отмечается необходимость проведения исследовательских работ, направленных на уточнение химического состава фильтрата, образующегося на полигонах захоронения ТБО в России, а также возможности использования предложенных данных для проектирования более современных мест содержания мусора.
Подведём итог обсуждения этой темы. Места складирования огромного объёма мусора требуют больших территорий. Эти территории не могут быть полностью реабилитированы для проживания людей и культивирования объектов флоры и фауны. Отмечается [59], что по отношению к вмещающим породам и окружающим почвам такие свалки являются техногенными геохимическими аномалиями.
Очистив населённые пункты от мусора, мы создаём огромные полигоны ТБО в пределах других экосистем, нарушая естественную концентрацию химических элементов и их миграцию в почвенном покрове.
3.2. Аномальные скопления мусора в водных объектах
Засорение водоёмов мусорными экскретами является в настоящее время актуальной проблемой практически для всех стран мира. Это связано, в первую очередь, с широким использованием изделий из пластиков во многих областях человеческой деятельности. Именно пластмассовые изделия составляют основную долю мусора водных объектов. Одна из главных проблем современности - всё возрастающее количество бытовых и промышленных отходов и отбросов, сжигаемых или захоронённых на свалках, а также попадающих в водные объекты [14]. Этот процесс связан с увеличивающимся производством продукции широкого потребления и ростом благосостояния людей, повышением потребительского спроса.
Важно научиться решать проблему увеличивающегося объёма мусора цивилизованно, перерабатывая крупногабаритные отходы и мусор путём утилизации, однако эта цель далека от реализации не только в нашей стране, но и во всём мире. По оценкам природоохранных организаций во все моря мира к 1988 году было сброшено примерно 20 млрд. т мусора, в настоящее время эта цифра возросла на порядок. Подсчитано, что на 1 км2 океана приходится в среднем 17 т отбросов, причём существенная доля плавающего мусора имеет "сухопутное" происхождение.
Заметное загрязнение водоёмов началось с тех времен, когда изобрели пластик и стали изготавливать из него изделия широкого потребления. Сегодня пластмассовые вещи стали незаменимыми. Они неимоверно облегчили жизнь людей и придали ей другое - более функционально насыщенное содержание. Однако это облегчение заметно лишь до тех пор, пока пластиковое изделие не выбросят. Выброшенный пластик на воздухе и на поверхности земли разлагается более ста лет, а попав с речными потоками в моря и океаны, разносится водяными течениями и образует огромные "мусоровороты", которые могут рассматриваться как глобальные экскреты.
Плотность пластикового мусора в таких скоплениях мусорных экскретов относительно невелика и напоминает "пластиковый суп". Один такой "мусороворот" размером более чем американский штат Техас плавает между Калифорнией, Гавайями и Аляской - миллионы тонн мусора [11÷13]. Это образование быстро растёт за счёт ежедневно сбрасываемых в океан со всех материков миллионов тонн относительно лёгкого мусора.
Пластиковые изделия и их фрагменты под действием силовых и поточных воздействий воды, Солнца и ветра медленно разрушаются, мелкие кусочки пластика и прочего мусора разлагаются, нанося серьёзный вред окружающей среде. Птицы, рыбы, планктон и прочие обитатели океана страдают больше всего. Например, пластиковые отбросы в Тихом океане являются причиной гибели миллионов морских птиц в год, а также более сотни тысяч особей морских млекопитающих. В желудках павших морских птиц находят шприцы, зажигалки и зубные щётки - все эти предметы птицы заглатывают, принимая их за еду. С начала 50-х годов прошлого века к гниющим водорослям прибавились пластиковые пакеты, бутылки и упаковки, которые, в отличие от водорослей и другой органики, плохо подвергаются процессам биологического распада и длительное время загромождают водную толщу. Сегодня, так называемый, Великий тихоокеанский мусорный участок на 90 процентов состоит из пластика, общая масса которого в шесть раз превышает массу естественного планктона, а площадь всех "мусорных пятен" и "мусорных полей" превосходит даже территорию США! Каждые 10 лет площадь этой колоссальной свалки увеличивается на порядок [11÷13].