Полигоны твердых бытовых отходов (ТБО)

Федеральное агентство по образованию

Казанский государственный технологический  университет

Кафедра инженерной экологии 
 
 
 
 
 
 
 

Доклад  по экологии

Полигоны  твердых бытовых отходов 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                           Казань, 2010 год.  

    Одна из современных проблем любого города мира заключается в утилизации твёрдых бытовых отходов. С увеличением численности населения, развитием экономики и повышением жизненного уровня увеличивается объем образования отходов производства и потребления. Удаление твердых бытовых отходов обеспечивает санитарную очистку городов и создает необходимые санитарно-экологические условия существования населенного пункта. В данное время наиболее распространенным методом утилизации отходов является  их вывоз  на специализированные полигоны, для дальнейшего захоронения.

      Полигоны ТБО  – комплексы природоохранных сооружений, предназначенные для централизованного сбора, обезвреживания и захоронения ТБО, предотвращающие попадание вредных веществ в окружающую среду, загрязнения атмосферы, почвы, поверхностных и грунтовых вод, препятствующие распространению грызунов, насекомых и болезнетворных организмов.

    Как правило, закрытые свалки и полигоны, различны по своему объему, составу, площади захоронения, высоте и форме, располагаются в населенных пунктах и занимают довольно большие территории, которые на длительное время исключаются из хозяйственного использования. 
    Существующие захоронения ТБО можно разделить на три основные категории: 
- Стихийные свалки. При их устройстве не проводятся инженерно-экологические изыскания для территорий, отведенных под размещение отходов. Затраты при эксплуатации и закрытии объекта минимальны. Отходы здесь размещаются насыпью без уплотнения и изоляции. Захоронение и зона его влияния в течение длительного времени не контролируются; 
- Санкционированные необорудованные захоронения ТБО. Они вводятся в эксплуатацию с соблюдением нормативов размещения объекта по санитарным и геолого-гидрологическим критериям. При этом проводится послойное уплотнение отходов, в некоторых случаях без изоляции слоев. Эксплуатация объекта завершается окончательной засыпкой рабочей поверхности захоронения. Регулярные наблюдения за полигоном и зоной его влияния не проводятся;                      

- санитарные полигоны, на которых предусматривается соблюдение технологии складирования, наличие инженерных сооружений и контроль влияния объекта на окружающую среду. 
      Полигоны ТБО различаются также по климатическим и географическим условиям, возрасту, объему, составу и сроку действия эмиссий, локальным особенностям местности. В настоящее время они классифицируются по форме (карьерные, отвальные, откосные, резервуарные захоронения), годовому объему принимаемых ТБО (10, 20, 30, 60, 120, 240 и т. д. до 3000 тыс. м3/год) и мощности захоронения. 

                          На полигоны захоронения ТБО принимают: 

- бытовые отходы и отходы потребления из жилых зданий, учреждений и предприятий общественного назначения, объектов оптово-розничной торговли промышленными и продовольственными товарами;

- строительные отходы, образованные при сносе, ремонте, реконструкции, новом строительстве зданий и сооружений, отходы стройиндустрии, промышленные отходы, приравненные к ТБО, древесно-растительные отходы от планового ухода за зелеными насаждениями городов;

- твердые промышленные отходы IV класса опасности по согласованию с органами природных ресурсов и охраны окружающей среды, санитарно-эпидемиологическими службами и учреждениями коммунальной сферы, в количестве, не превышающем 30% от массы принимаемых ТБО,

отходы  лечебно-профилактических учреждений (ЛПУ) в соответствии с «Правилами сбора, хранения и удаления отходов  лечебно-профилактических учреждений». 
 
 

            Запрещен прием на полигоны следующих видов отходов: 

- строительных, содержащих асбестовый шифер в виде боя, шлаки, золы, отработанный асбест, отходов мягкой кровли, имеющих 4-й класс опасности;

промышленных 1, 2 и 3 классов опасности;

-  радиоактивных, независимо от  уровня их радиации;

- ртутных ламп и продуктов демеркуризации.

        Несмотря на проведение технических мероприятий препятствующих загрязнению атмосферного воздуха, почвы, гидросферы в настоящее время полигоны остаются экологически опасными предприятиями.

  Основными видами опасного воздействия свалок и полигонов для захоронения отходов на окружающую природную среду являются:

- загрязнение атмосферного воздуха, основным загрязнителем является

биогаз  – конечный продукт биотермического  распада органической составляющей отходов под воздействием микрофлоры;

- загрязнение подземных и поверхностных вод, основным загрязнителем является фильтрат, представляющий собой продукт взаимодействия природных осадков проникающих в тело полигона и отходов;

- загрязнение почв.

     В результате протекания в теле полигона процессов анаэробного разложения ТБО, проникновения внутрь тела полигона атмосферных осадков образуется фильтрат, представляющий собой коричнево-бурую жидкость, имеющую смешанный запах ароматических углеводородов, аммиака, гнилостных соединений и др.

     Состав и количество фильтрата зависит от состава ТБО, а он в свою очередь от рациона питания населения и наличия бытовых услуг, климатической зоны и сезона года и др. Фильтрат содержит загрязнения, характеризуемые следующими показаниями, мг/л: ХПК - 1500-51 тыс., БПК - 1500-4800, сульфаты - 650-2900, хлориды - 650-2900, железо - 200-1700. Не исключен вынос с фильтратом бактерий кишечных инфекционных заболеваний (брюшного тифа, паратифа, дизентерии), а также туберкулеза, столбняка, газовой гангрены, сибирской язвы.

        Фильтрат, проходя через толщу отходов, обогащается токсичными веществами, входящими в состав отходов или являющимися продуктами их разложения (тяжелыми металлами, органическими, неорганическими соединениями). На свалках, сооруженных без соблюдения правил охраны окружающей среды (не имеющих противофильтрационного экрана, системы отвода и очистки фильтрата), фильтрат попадает в почву, проникает в подземные воды и по водостокам - в открытые водоемы, отравляя источники водоснабжения. Токсичность фильтрата приводит к уничтожению окружающей свалку растительности.

      Свалочный газ (СГ)  – газ, образующийся в результате анаэробного брожения отходов в теле полигона. Основными компонентами свалочного газа являются парниковые газы диоксид углерода и метан. Кроме того, свалочный газ содержит множество токсических органических соединений, являющихся источниками неприятного запаха.

       Свободное распространение СГ в окружающей среде вызывает ряд негативных эффектов как локального, так и глобального масштабов, обусловленных его специфическими свойствами.

     При накоплении СГ могут формироваться взрыво- пожароопасные условия как на самих полигонах ТБО, так и в зданиях и сооружениях, расположенных вблизи них. Накопление газа в теле свалки зачастую вызывает самовозгорание ТБО. Процесс горения сопровождается образованием токсичных веществ, в частности, диоксинов.

     Накопление СГ в замкнутых пространствах также опасно с токсикологической точки зрения. Известно довольно много случаев отравлений при техническом обслуживании заглубленных инженерных коммуникаций вблизи полигонов ТБО, которые сопровождались смертельными исходами. Причиной несчастий было накопление свалочного газа, источником которого являлись старые насыпные грунты.

      Свалочный газ также оказывает гибельное воздействие на растительный покров. Так, причиной подавления растительного покрова, которое регулярно наблюдается вокруг свалочных тел, является накопление свалочного газа в поровом пространстве почвенного покрова, вызывающее асфиксию корневой системы.

   Особенно остро при эксплуатации полигонов ТБО стоит проблема пожаров и возгораний. Пожары и возгорания возникают при достаточном количестве кислорода в толще полигона, когда помимо окисления органических компонентов происходит окисление неорганических соединений.

    Биохимическое разложение повышает температуру отходов до 40-70 °С, что активизирует процессы химического окисления и ведёт к дальнейшему

повышению температуры.

    Зачастую отток тепла из толщи свалки недостаточен, что приводит к самовозгоранию отходов. Горение может происходить как на поверхности

(открыто), так и в толще отходов (скрытое, пиролитическое горение). При

скрытом горении происходит разогрев поверхностных  горизонтов отходов до 155 °С.

    Распространение газа и неприятного запаха происходит на расстояние до 300 - 400 метров. Вызываемые газом свалок нагрузки от запаха обусловлены

наличием  примесей таких компонентов как  сероводород, органические

соединения  серы (меркаптаны), различные эфиры, алкинбензолы и др. Эти вещества с интенсивным запахом часто в малых количествах оказывают вредное действие на самочувствие жителей близлежащих районов.

     При горении ТБО дымовые газы и запах распространяются на расстояние до нескольких километров. Прогнозирование и предупреждение пожаров крайне затруднено, так как трудно определить возможные очаги повышения температур из-за различной удельной теплоёмкости отходов. Пока огонь или дым не вышли на поверхность, обнаружить очаг возгорания визуально практически невозможно.

    Под толщей отходов выгорают большие пустоты, что приводит к просадкам слоев отходов. Следует учитывать также, что продукты горения высокотоксичны. Задача ликвидации таких очагов сложна и требует больших

затрат.

      При горении отходов выделяется целый комплекс особо опасных веществ. Поэтому неорганизованное сжигание отходов представляет собой чрезвычайную опасность. Наряду с прямой угрозой человечеству и всему живому на планете, вещества, выделяющиеся при разложении и сгорании ТБО, уменьшают толщину озонового слоя Земли, усиливают "парниковый эффект" и ухудшают экологическую ситуацию в целом. Территории, непосредственно, прилегающее к полигонам, подвергаются усиленному воздействию вредных веществ.

    В продуктах сгорания отходов опасных металлов в некоторых случаях в тысячи раз больше, чем в "обычном" воздухе. Токсичные металлы выбрасываются в форме солей или оксидов, то есть в устойчивом виде, и могут лежать неопределенное число лет, накапливаясь постепенно и с пылью попадая в организм человека.

     Малые концентрации оксида углерода вызывают блокаду гемоглобина и

обусловленное этим кислородное голодание тканей, к которому, как известно, наиболее чувствительна центральная нервная система. Это вызывает, прежде всего, изменение функционального состояния коры головного мозга, что в большей или меньшей степени отражается на состоянии внутренних органов.

     Кроме вышеперечисленных веществ, отдельную опасность представляют

твёрдые остатки горения. Они в больших  количествах содержат канцерогены и другие вредные вещества, которые приводят к серьёзным заболеваниям, в том числе онкологическим. 
 
 
 

      Заражение подземных и поверхностных вод, почв продуктами выщелачивания, выделение неприятного запаха, разброс отходов ветром, самопроизвольное возгорание полигонов, бесконтрольное образование метана и неэстетичный вид являются только частью проблем, беспокоящих экологов и вызывающих серьезные возражения со стороны местного населения. Однако, в силу множества причин (среди которых основными являются недостаток свободных земель под новые полигоны, отсутствие средств на их строительство,  либо внедрение прогрессивных технологий обращения с отходами) свалки ТБО продолжают эксплуатироваться. Поэтому необходимым становится внедрение на полигонах ТБО природоохранных мероприятий, позволяющих снизить их нагрузку на окружающую среду.