МИНОБРНАУКИ РОССИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Казанский национальный исследовательский технологический университет» Кафедра: Инженерной экологии Предмет: Экология Группа 5171-71 РЕФЕРАТ Тема реферата: «Основные особенности полигонов для размещения отходов.» Руководитель____________________________________(Санатуллова З.Т.) Студент_________________________________________(Кабаев Д.В.) Казань 2021 г Содержание Введение .................................................................................................................. 3 1.Технические требования к конструкции площадки ................................... 4 2.Классы опасности отходов ............................................................................... 6 2.1 Классификация отходов ................................................................................ 7 3.Полигон твердых коммунальных отходов.................................................... 8 3.1 Захоронение твердых отходов .................................................................... 10 3.2 Полигон ТКО как источник загрязнения почвы, поверхностных и подземных вод ...................................................................................................... 11 4.Очистка фильтрата полигонов ТБО ............................................................ 16 4.1 Технология очистки фильтрата полигонов ТБО ................................... 17 Заключение ........................................................................................................... 19 Список литературы. ........................................................................................... 20 2 Введение Полигон для размещения и захоронения твердых бытовых отходов – это достаточно сложное инженерное сооружение. Многие ошибочно считают, что «свалка» — это просто площадка, на которую вывозят мусор. На самом деле это достаточно жестко регламентированная промышленная площадка, которая должна обеспечивать санитарную и экологическую безопасность. Рассмотрим подробнее ключевые требования. 3 1.Технические требования к конструкции площадки Начать следует с того, что для разного класса опасности отходов существуют различные требования. К примеру, размещение отходов 1 и 2 класса в принципе невозможно, перед захоронением должна проводиться деактивация и целый комплекс мер по защите окружающей среды от вредного воздействия. В этой статье мы разберем особенности полигона, рассчитанного на самый распространенный вид мусора – ТБО, 4-го класса опасности. Ключевыми требованиями к правильно организованной площадке являются: Правильное позиционирование. При выборе места полигона учитываются многие факторы, включая протекание грунтовых вод, тип грунта, расстояние до ближайших населенных пунктов и многое другое. Уплотнение основания. Обязательно должны применяться минеральные слои, а в идеале – еще и искусственные материалы, имеющие высокую степень устойчивости к воздействию агрессивных сред. Сооружения по сбору просачивающейся воды. Недопустимо, чтобы вода со свалки просачивалась в почву и попадала в водоносные слои. Поэтому применяются специальные сооружения, которые осуществляют дренаж. Сооружения по рекультивации. Длительная эксплуатация полигона приводит к деградации почвы и постепенной деформации ландшафта, что небезопасно, а также губительно для окружающей среды. Поэтому рекультивация необходима. Должны быть организованы проезды для автомобильного транспорта, позволяющие рационально и равномерно заполнять полигон, а также получать доступ к его удаленным локациям в случае экстренной необходимости. 4 Сооружения по контролю, сбору и утилизации выделяющихся газов. При разложении на полигоне мусор может выделять различные вредные газы, которые должны собираться и утилизироваться, их выбросы в атмосферу должны быть минимизированы. 5 2.Классы опасности отходов Чтобы уменьшить вредное воздействие мусора, было выделено 5 классов его опасности: 1.К первому относятся отходы, наносящие природе максимальный вред при захоронении. Например, батарейки, аккумуляторы и ртутьсодержащие термометры выделяют токсины, которые не могут быть нейтрализованы окружающей средой. 2.Второй класс опасности подразумевает материалы, вред от которых достаточно ощутим, но нейтрализуется природой в течение 30 или более лет. В эту группу входят электролитные аккумуляторы, машинное масло. 3.К третьему относится мусор, последствия захоронения которого проходят в 10-летний срок (строительные материалы, например). 4.Четвертый класс представлен относительно безвредными материалами, загрязняющими окружающую среду не более 3 лет – древесиной, бумагой, пластиком. 5.В пятой группе находятся полностью безопасные, быстро разлагающиеся пищевые отходы и созданная из природного сырья (керамика) посуда. 6 2.1 Классификация отходов Подразделение твердых бытовых отходов на группы осуществляется по нескольким параметрам. Так, по составу выделяют: органику; древесину; металл; дерево; стекло; пластик; текстиль; картон и бумагу; кожу. По сроку службы утильсырье делится на: длительного пользования (техника, автомобильные покрышки, посуда и т. д.); кратковременное (текстильная, бумажная продукция). 7 3.Полигон твердых коммунальных отходов Назначение полигонов твердых отходов заключается в защите окружающей среды от продуктов разложения твердых коммунальных отходов (ТБО). В настоящее время понятие ТКО объединяет твердые бытовые и твердые муниципальные отходы. Полигон, согласно требованиям, указанных в Своде правил СП 320.1325800.2017 «Полигоны для твёрдых коммунальных отходов — Проектирование, эксплуатация и рекультивация», должен располагаться на площади, основанием которой являются глина и тяжелые суглинки, либо необходимо создание водонепроницаемого основания. Средняя площадь полигона может составлять от 50 до 300 гектар. Высота складирования отходов не должна превышать 60 метров от основания. Полигоны ТБО имеют слоистое строение (рис. 1). При этом производится постоянное уплотнение свалочных масс в ходе послойного заполнения карты полигона. Рис. 1. Слоистое строение полигона ТКО и выделяемые газы. Верхние слои свалочных масс выделяют «кислотные газы» (оксиды азота, диоксиды серы и углерода), а также пыль (в т.ч., биологическую). Глубокие слои выделяют биогаз (свалочный газ), в составе которого содержатся метан (40-75%) и диоксид углерода (30-45%), а также азота диоксид до 16%, серы диоксид до 13%, сероводород до 5%, диметилбензол (ксилол) до 8%, формальдегид до 17%. Помимо этого, свалочный газ может содержать большое количество токсических органических соединений, являющихся к тому же источником неприятного запаха. Из одной тонны ТКО образуется примерно 4-5 м³ свалочного газа. 8 При скоплениях свалочного газа образуются пожаро- и взрывоопасные условия как на самих полигонах размещения отходов, так и в близлежащих зданиях и сооружениях. При самовозгораниях или несанкционированных поджогах отходов образуются токсичные вещества, в том числе, диоксины, являющиеся суперэкотоксикантами. Известны также много случаев отравлений при техобслуживании заглубленных инженерных коммуникаций неподалеку от полигонов размещения отходов. Наравне со свалочным газом, еще одним основным источником загрязнения окружающей среды при размещении отходов на полигоне является, так называемый, фильтрат – это сложная и неоднородная по химическому составу жидкость, возникающая в результате инфильтрации атмосферных осадков глубь полигона размещения отходов и концентрирующаяся в его основании (рис. 2). Рис. 2. Выделение фильтрата из тела полигона Фильтрат, проходя через слои отходов, наполняется ядовитыми веществами, имеющимися в составе свалочных масс или являющимися продуктами их разложения. В нем концентрируются органические и неорганические соединения и тяжелые металлы. Фильтраты содержат 9 биологически трудноокисляемую органику, например, галогенорганические соединения, органические комплексы, содержащие азот, вследствие чего обладают очень высоким значением показателя химического потребления кислорода (ХПК), который может достичь до 40000 мг О2/л. Их содержанием санитарно-эпидемиологическая патогенных опасность микроорганизмов. Сброс усугубляется загрязненного токсичными соединениями фильтрата в водоем культурно-бытового, а тем более рыбохозяйственного, назначения, категорически недопустим без тщательной и многоступенчатой очистки. На практике загрязнение подземных и поверхностных вод фильтратными выделениями полигонов ТКО происходит, в том числе, из-за несовершенных технологий водоподготовки и обеззараживания с использованием хлора. Положение усугубляется тем, что помимо пищевых отходов, бумажнокартонных изделий, стеклянной, пластиковой и металлической тары, населением выбрасываются вместе с ними отходы, содержащие опасные вещества: ртутьсодержащие лампы и термометры, лекарственные препараты с истекшим сроком годности, батарейки, содержащие токсичные тяжелые металлы, упаковка и тара, загрязненные лаками, красками и прочими ядохимикатами.[1] 3.1 Захоронение твердых отходов С целью минимизации загрязняемых территорий захоронение мусора проводится по картовому методу. Как правило, каждый полигон разбивается на отдельные участки, которые эксплуатируются в течение 5-7 лет. Такая технология дает возможность поэтапно проводить природоохранные действия, не дожидаясь при этом завершения срока использования. На первых стадиях захоронения отходов производится подготовки площадки (карты) и размещение на ней ТБО. Но при этом большая площадь земельных угодий надолго выводится из хозяйственного оборота. После прекращения эксплуатации полигона и 10 многолетней выдержки в укрытом состоянии для полного разложения ТБО производится рекультивация и возврат земельного участка в хозяйственный оборот. Тело полигона укрывают слоем земли или рекультивационного покрытия и проводят комплекс агротехнических мероприятий, результатом которых служит готовность восстановленной почвы к использованию. Размещение отходов на полигоне достаточно легкореализуемый и, на первый взгляд, дешевый способ по сравнению с другими, но выделение вредных веществ в атмосферный воздух от разлагающихся отходов наносит немалый вред окружающей среде. Выбросы при сжигании мусора могут оказаться в разы токсичнее и в большем количестве, по сравнению с полигоном. С другой стороны, существует немало способов минимизировать вредное воздействие на окружающую среду, как от полигонов, так и от мусоросжигательных заводов, и даже можно извлечь выгоду от данных методов при раздельном сборе в ходе обезвреживании и утилизации отходов, а также при извлечении энергии из биогаза, выделяемого из свалочных масс на полигонах. Порядок учета и нормирования выбросов вредных веществ в атмосферный воздух, включая выбросы вредных веществ, возникающих при обращении с отходами, устанавливается Федеральным законом от 4 мая 1999 года №96-ФЗ «Об охране атмосферного воздуха». Закон также устанавливает правовые основы охраны атмосферного воздуха и направлен на реализацию конституционных прав граждан на благоприятную окружающую среду и достоверную информацию о ее состоянии [4] 3.2 Полигон ТКО как источник загрязнения почвы, поверхностных и подземных вод Современный полигон ТБО – это сложный комплекс инженерных сооружений, включающий ограждение, водоотводные каналы, рабочую карту, емкости для сбора фильтрата, площадку для компоста, комплекс по сортировке отходов и административные помещения (рис. 3). 11 Рис. 3. Предприятие по размещению ТБО Проведены исследования полигона ТБО в Ленинградской области (на территории Пикалевского района). Для сбора фильтрата с рабочих карт на полигоне организована дренажная система. Фильтрат и загрязненные поверхностные стоки накапливаются в приемном колодце. Увлажнение отходов осуществляется из приемных колодцев. Сброс сточных вод в поверхностные водные объекты отсутствует. Периодически осуществляется чистка лотков дренажных канав. Для контроля за состоянием грунтовых вод, в зависимости от глубины их залегания используются контрольные шурфы, колодцы или скважины в зеленой зоне полигона. Одно контрольное сооружение расположено выше полигона по потоку грунтовых вод с целью отбора проб воды, на которую отсутствует влияние фильтрата с полигона. Ниже полигона по течению грунтовых вод также закладывают шурфы, скважины для отбора проб воды, учитывающих влияние полигона. В отобранных пробах обычно определяется содержание аммиака, нитритов, нитратов, гидрокарбонатов, кальция, хлоридов, железа, сульфатов, лития, ХПК, БПК, органического углерода, рН, магния, кадмия, хрома, цианидов, свинца, ртути, мышьяка, меди, кадмия, бария, сухого остатка и др. 12 Во избежание аварийных мероприятий проводится систематический контроль за выполнением технологических инструкций и мероприятий по охране труда, промсанитарии, пожарной профилактике и технологических инструкций по размещению отходов на полигоне. 13 14 15 4.Очистка фильтрата полигонов ТБО Каждый полигон твердых бытовых отходов (ТБО) — биохимический реактор, в ходе эксплуатации которого образуется фильтрат. Речь идет о загрязненных стоках, возникающих в результате инфильтрации атмосферных осадков через тело полигона за счет влажности отходов и биологических процессов деструкции ТБО. Они высокотоксичны и могут привести к ухудшению экологического состояния окружающей флоры и фауны, грунтовых вод, почвы, наземных водоисточников. Именно поэтому вопрос очистки фильтрата актуален и остро стоит перед любым владельцем полигона ТБО.[1] Состав фильтрата зависит от срока эксплуатации полигона ТБО. Каждому периоду биохимической его жизненного деструкции цикла отходов, соответствует определяющая своя фаза закономерности формирования количественных характеристик вредных веществ. После короткого этапа аэробного разложения, при котором разлагаются в основном легкобиодеградируемые фракции, наступают две анаэробные стадии: ацетогенеза. Протекает от нескольких месяцев до нескольких лет складирования; метаногенеза. Продолжается несколько десятилетий, характерна для старых площадок. Как в «молодом», так и в «старом» фильтрате полигона ТБО содержатся следующие токсичные вещества: аммонийный азот; железо, медь, свинец; летучие кислоты жирного ряда, пептиды, аминокислоты, гуминовые кислоты, фульвокислоты; низкомолекулярные альдегиды; фенолы и полифенолы; соли. 16 Точный перечень загрязнений и степень их содержания зависят не только от стадии разложения, но и от фактического состава и состояния отходов, объема поступления грунтовых и поверхностных вод, климата, влажности, инженерной инфраструктуры объекта, предварительной обработки мусора и особенностей его захоронения (степени уплотнения, высоты складирования).[2] 4.1 Технология очистки фильтрата полигонов ТБО Так как фильтрат полигона ТБО имеет сложный химический состав, то для его очистки до требуемых норм применяют многоступенчатую технологию. При этом используют следующие методы: механический, физико-химический, сорбционный, биологический, метод ультрафильтрации. Сама процедура очистки предполагает сбор фильтрационных вод и их обезвреживание, что происходит либо в месте их образования, либо на муниципальных сооружениях (к ним сточные воды перекачиваются насосной станцией). При этом на финишном этапе потоки фильтрата разделяются: очищенная вода (пермеат) поступает далее на сброс, концентрат направляется на тело полигона ТБО.[3] В систему сбора входят следующие компоненты: перфорированные дренажные трубы (размещаются под складируемыми отходами на противофильтрационном экране, обкладываются щебнем); водосборный накопительный пруд (служит для снятия пиков потоков); комплекс насосного оборудования. 17 По итогам очистки происходит удаление большинства химических загрязнений, а также полное устранение микробных, вирусных и паразитарных организмов. В результате снижаются токсичные выбросы и улучшается экологическая ситуация Рис 1.19 Схема очистки фильтрата. 18 Заключение В 21 веке человек до сих пор не придумал безопасного способа утилизации отходов. Проблема мусора, загрязнения окружающей среды являются одними из главных проблем человечества. С целью минимизировать вред окружающей среде были разработаны специальные полигоны. Таким образом в наше время полигоны для хранения отходов играют одну из ключевых ролей в жизни человека. Во избежание аварийных мероприятий должен проводиться систематический контроль за выполнением технологических инструкций и мероприятий по охране труда, промсанитарии, пожарной профилактике и технологических инструкций по размещению отходов на полигоне. 19 Список литературы. 1.”Экологическая оценка и экологическая экспертиза” О.М.Черп, В.Н.Виниченко, М.В.Хотулёва, Я.П.Молчанова, С.Ю.Дайман 2. “Геоэкологический анализ состояния окружающей среды и природоохранные рекомендации в районе расположения полигонов ТБО воронежской области”.Ашихмина.Т.В 3.Электронный ресурс[URL]: https://www.torosltd.ru/stati/filtrat-poligonov-tbo/ 4. Электронный ресурс[URL]: https://ecopromcentr.ru/poligon-tbo/ 20
