Анализ проблем захоронения твердых бытовых отходов на полигонах.

ВВЕДЕНИЕ

Отходы – это одна из основных современных экологических проблем,
которая несет в себе потенциальную опасность для здоровья людей, а также
опасность для окружающей природной среды. Во многих странах до сих пор
существует проблема недопонимания всей серьезности проблемы отходов, в
связи с чем, нет строго регламента, а также необходимых нормативно-
правовых актов, регулирующих вопросы, связанные с утилизацией
различных отходов. [23]
Проблема образования, накопления, хранения и утилизации отходов
является для России крайне острой и затрагивает практически все ее
регионы. Скорость прироста образования отходов ежегодно увеличивается.
Ситуация такова, что каждый новый процент прироста создает условия для
реальной экологической угрозы.
Захоронение отходов на полигонах на сегодняшний момент является
наиболее широко практикуемым способом обезвреживания и утилизации
твердых бытовых отходов (далее ТБО), но, к сожалению, оно порождает
массу экологических и санитарно-гигиенических проблем. Подавляющее
большинство полигонов ТБО не отвечают санитарным нормам и создают
значительную экологическую опасность, даже после их закрытия. Поэтому
при проектировании, строительстве и в процессе эксплуатации полигонов
особое внимание уделяется недопущению негативного воздействия отходов
на окружающую среду и ухудшения здоровья человека, рациональному
использованию отведенных земельных ресурсов, а также повышению
экономической эффективности утилизации отходов.
Целью данной работы является анализ проблем захоронения твердых
бытовых отходов на полигонах.
Для достижения цели были решены следующие задачи:
-изучить понятием отходов, их классификации и виды ТБО;
-описать требования к выбору места расположения полигонов;
-рассмотреть схемы устройства полигонов;
-проанализировать проблемы эксплуатации полигонов ТБО и пути их
решения;
-оценить воздействие полигонов на окружающую среду;
-сделать выводы.
Объект исследования - полигоны ТБО.
Предмет исследования - экологические аспекты проектирования,
строительства и эксплуатации полигонов ТБО.
Работа включает в себя введение, 2 главы, заключение и список
литературы из 23 наименований. Объем работы – 39 машинописных страниц.
ГЛАВА 1. ОСОБЕННОСТИ УСТРОЙСТВА И ЭКСПЛУАТАЦИИ

ПОЛИГОНОВ ДЛЯ ЗАХОРОНЕНИЯ ТБО

1.1. Классификация отходов и виды ТБО
Согласно Федеральному закону от 24.06.1998 N 89-ФЗ «Об отходах
производства и потребления» отходами производства и потребления
называют: «...вещества или предметы, которые образованы в процессе
производства, выполнения работ, оказания услуг или в процессе
потребления, которые удаляются, предназначены для удаления или подлежат
удалению в соответствии с настоящим Федеральным законом». А
захоронение отходов – «…изоляция отходов, не подлежащих дальнейшей
утилизации, в специальных хранилищах в целях предотвращения попадания
вредных веществ в окружающую среду». [1]
Образование и размещение отходов в окружающей природной среде –
это:
 истощительное, чрезмерное ресурсопотребление;
 напрасно израсходованные энергия и труд;
 нарушение ландшафтов;
 эпидемические угрозы от мест размещения отходов;
 нарушение видового состава фауны;
 загрязнение воздушной среды пылью и газовыми выделениями свалок,
в том числе метана, оказывающего и парниковый эффект, и
воздействие на озоновый слой Земли
 загрязнение поверхностных и подземных вод стоками и фильтратом
свалок и полигонов;
 загрязнение почвы продуктами выветривания как организованных, так
и стихийных свалок;
 социальное напряжение в обществе, поскольку расположение мест
размещения отходов вблизи жилья создает для людей дискомфорт и
влечет за собой экономические потери от ухудшения качества жизни и
обесценивания жилья;
 но и в целом, приводит к ухудшению здоровья населения, а значит
представляет угрозу национальным интересам страны.[22]
Захоронение неотсортированных отходов ведет к безвозвратной потере
до 90 % полезной продукции, имеющей реальный спрос на рынке вторичного
сырья. В отходах содержатся: железо, медь, свинец, олово, вольфрам, а также
такие ценные элементы, как кадмий, висмут, селен, теллур, редкоземельные
и благородные металлы, причем содержание ценных компонентов в отходах
нередко близко к содержанию их в добываемом природном сырье. При
захоронении утильных фракций ежегодно безвозвратно теряется 9 млн тонн
макулатуры, 1,5 млн тонн черных и цветных металлов, 2 млн тонн
полимерных материалов, 20 млн тонн пищевых отходов, 0,5 млн тонн стекла.
[14]
По фазовому состоянию различают твердые, жидкие и газообразные
отходы

Рис. 1. Общая классификация отходов[21, с.19]

По степени вредного воздействия на окружающую среду отходы
подразделяются на классы опасности:

 I класс – чрезвычайно опасные – к ним относятся отходы,
содержащие ртуть, сулему, хромовокислый, цианистый калий,
сурьму треххлористую, бенз(а)пирен. Степень опасности
компонента составляет больше 10 4 , экосистема необратимо
нарушена, восстановление в будущем не прогнозируется;
 II класс – высокоопасные – отходы, содержащие хлористую медь,
хлористый никель, трехокисную сурьму, азотнокислого свинца и
т.д. Степень опасности компонента составляет 10 3 -10 4 ,
экосистема сильно нарушена, период восстановления экосистемы
– более 30 лет;
 III класс – умеренно опасные – отходы, содержащие сернокислую
медь, щавелевокислую медь, четыреххлористый углерод.
Степень опасности компонента составляет 10 2 - 10 3 , экосистема
умеренно нарушена, период восстановления экосистемы – около
10 лет;
 IV класс – малоопасные – отходы содержат сернокислый
марганец, фосфаты, хлористый и сернокислый цинк. Степень
опасности компонента составляет 10-10 2 , экосистема умеренно
нарушена, период восстановления экосистемы – не менее 3 лет;
 V класс – практически не опасные- – степень опасности
компонента составляет меньше 10, экосистема практически не
нарушена, поэтому ее восстановление будет оперативным. [1, 21,
с.19]
В России в основном образуются отходы V класса опасности (рис. 2).

99%
1%

V класс
I-IV класс

Рис. 2. Распределение объема ежегодно образующихся отходов по

классам опасности в России 1

В 2019 г. на территории Российской Федерации образовалось 7750,9
млн т отходов, что на 6,7% выше уровня 2018 г. Общая динамика
образования отходов показывает тенденцию устойчивого увеличения
их объема каждый год. За период с 2010 г. по 2019 г. совокупная масса
отходов, образованных в Российской Федерации, удвоилась с 3725 млн т
до 7750,9 млн т с краткосрочным прекращением роста в 20142015 гг.[12]

1 Источник: данные Росстата
2010201120122013201420152016201720182019год
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
9000

Рис. 3. Динамика объема образования отходов производства и

потребления в России, млн т[12]

От общего объема отходов около 0,7% составляют ТБО. В 2019 году в
России количество бытовых отходов превысило отметку в 53,9 млн т, что на
20% больше, чем годом ранее, когда количество отходов составило 47,9 млн.
т.[7]
К ТБО относятся:
1. Твердые бытовые отходы (ТБО) или смешанные твердые жилищные
отходы – неотсортированные отходы из жилых и бытовых помещений.
2. Крупногабаритные отходы (КГО) – отходы, вес и размеры которых
превышают параметры, разрешенные для складирования в типовые
мусоросборные контейнеры – бытовая техника, старая мебель и ее обломки,
мусор от ремонта квартир, сантехника и т.п.
3. Строительные отходы – отходы постройки и разборки зданий.
4. Отходы предприятий торговли – преимущественно упаковочные
материалы (бумага, картон, пластмасса, стекло).
5. Отходы уборки территорий.
6. Отходы предприятий, подобные бытовым.
7. Отходы транспортной сферы. [8]
ТБО имеют разнородный состав и зачастую длительные сроки
разложения.

Таблица 1

Виды и время разложения ТБО

Твёрдые
бытовые
отходы

Время разложения Содержание вредных веществ

Пищевые
отходы

2-4 недели Большинство пищевых отходов
относится к V классу опасности,
что говорит об их практически
полной безвредности для
окружающей среды. Но в
бескислородной среде на свалках
- выделяется метан

Макулатура в зависимости от
материала – от
месяца до 5 лет

Покрытая воском или красками
бумага содержит свинец, кобальт,
феноло-формальдегидные и
алкидные смолы, керосиновую
фракцию нефти, стеарат
алюминия и др.
Текстиль 2-3 года Красители для тканей могут
содержать этоксилат
нонилфенола, фторированные
соединения (используются для
придания одежде
водонепроницаемых свойств), а
также тяжелые металлы и
фталаты, парабены, антипирены.
Для обработки ткани часто
используют формальдегиды

Деревянные
изделия

не более 10 лет Если деревянные изделия
покрыты лакокрасочными
материалами,

Консервные
банки

90 лет Алюминий

Металлолом в земле –за 10 – 20
лет, в пресной воде
–за 3 – 5 лет, в
солёной воде –за 1–
2 года

Тяжёлые металлы

Фольга более 100 лет Соли алюминия

(алюминиевая)
Банки из-под
пива и других
напитков

алюминиевые (его
сплавы) – до 500 лет

Соли алюминия

Стеклотара более 1000 лет Если используются краски для
покрытия стекло - свинец

Кирпичи на земле – несколько
тысяч лет, в
спокойной воде
–несколько сотен
лет, в полосе прибоя
– несколько лет

Радон

Изделия из
пластмасс

180-200 лет Бисфенол А, сурьма, свинец,
стиролы, винилхлорид и другие
канцерогенные вещества

Упаковка для
пищевых
продуктов

бумажные – пару
лет, пластиковые или
полиэтиленовые 100-
200 лет

Бисфенол А, стиролы и т.д.

Батарейки около 110 лет на
земле

Тяжелые металлы: литий, ртуть,
магний, никель, цинк, марганец,
свинец, кадмий и др

Основную часть состава ТБО повсеместно представляют различные
органические материалы. Это в большинстве случаев бумага и остатки
различных пищевых продуктов. Их соотношение незначительно изменяется в
зависимости от географического расположения страны, уровня развития и
культурных особенностей. В общем случае доля органических материалов в
ТБО составляет 60% в развитых странах. В развивающихся странах этот
показатель может достигать 70%. [20, c. 6]

1.2. Полигоны ТБО и требования к месту их расположения
Полигоны ТБО – это комплексы сооружений природоохранного
назначения, предназначенные для размещения, изоляции и обезвреживания
ТБО. [4, с. 6]
Всего в России 976 официальных полигонов, на которых можно
размещать отходы. Они могут принять 55 млн т отходов в год. [10]
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. [4, с. 7]
При проектировании полигонов учитываются особенности рельефа и
местности, геологического состава земных слоёв, ландшафта,
преобладающую розу ветров. После тщательного анализа указанных
факторов и независимой экологической экспертизы осуществляется выбор
участка под полигон ТБО.
К сооружаемому полигону в настоящее время, предъявляются жесткие
требования: он должен иметь глинистое или тяжелосуглинистое
водонепроницаемое основание, естественное или искусственно созданное, на
участке должны отсутствовать «гидрогеологические окна» и значительные
по площади трещиноватые зоны, опасные геологические процессы
(оползневые, карстово-суффозионные, овражно-эрозионные и т.д.).
Благоприятными с точки зрения размещения полигонов считаются открытые,
хорошо продуваемые (проветриваемые), незатопляемые и неподтопляемые
паводковыми водами земельные участки, расположенные с подветренной
стороны относительно нахождения населенных пунктов и рекреационных
зон и ниже мест водозаборов хозяйственно-питьевого водоснабжения,
рыбоводных хозяйств, мест нереста, массового нагула и зимовальных ям
рыбы; удаленные от аэропортов на 15 км и более, от сельскохозяйственных
угодий и транзитных магистральных дорог на 200 м, от лесных массивов и
лесопосадок, не предназначенных для рекреации, на 50 м. [11, с. 5]

Рис. 4. Схема полигона ТБО[4, с. 7]

При неблагоприятных гидрогеологических условиях на выбранной
площадке необходимо предусматривать инженерные мероприятия,

обеспечивающие требуемое снижение уровня грунтовых вод.
Размещение полигонов исключается:
- на территории природно-заповедного фонда РФ и его охранной зоны;
- в пределах округов санитарной охраны курортных и лечебно-
оздоровительных зон;
- на территории зеленых зон населенных пунктов;
- на землях, занятых или предназначенных под занятие лесами,
лесопарками и другими зелеными насаждениями, выполняющими
средозащитные, санитарно-гигиенические и рекреационные функции;
- на сельскохозяйственных угодьях с кадастровой оценкой выше
среднерайонного уровня;
- на землях историко-культурного назначения;
- в пределах водоохранных зон водных объектов;
- в пределах I и II поясов зон санитарной охраны водных объектов,
использующихся для хозяйственно-питьевого водоснабжения [2];
- в пределах границы населенного пункта;
- непосредственно на участках неорганизованного складирования ТБО
(неорганизованных свалках), без соответствующих мероприятий по их
специальной подготовке или предварительной рекультивации;
- в охранных зонах магистральных продуктопроводов.
К твердым бытовым отходам также предъявляются следующие
требования: влажность отходов не более 65%, отходы не должны быть
взрыво- пожароопасными и самовозгорающимися, отходы III и IV класса
опасности не должны превышать 30% общей массы ТБО.
ТБО должны быть складированы и равномерно распределены по
участку сравнительно тонким слоем, уплотнённым так, чтобы не было
разноса мелких и лёгких частиц. Максимальная высота слоя закладки ТБО не
должна превышать 2 м.
Размеры участка под ТБО должны обеспечить срок эксплуатации 15-20
лет. По форме в плане наиболее благоприятны участки близкие к квадрату, и
позволяющие устраивать полигоны с наибольшей высотой складирования
отходов. Необходимую площадь для отвода земельного участка определяют
исходя из проектной вместимости полигона и проектной высоты
складирования отходов.
Расчет вместимости полигона ведут с учетом удельной обобщенной
годовой нормы накопления ТБО на одного жителя, количества
обслуживаемого полигоном населения, расчетного срока эксплуатации
полигона, степени уплотнения ТБО на полигоне. Требуемую для отвода
площадь участка складирования ТБО, определяют делением проектируемой
вместимости полигона на принимаемую в проекте высоту полигона.[3]

1.3. Планировка полигонов
Основными элементами полигона (рис. 5) являются:
 подъездная дорога,
 участок складирования ТБО,
 хозяйственная зона,
 инженерные сооружения и коммуникации.

Рис. 5. Схема размещения основных сооружений полигона:
1 - подъездная дорога; 2 - хозяйственная зона; 3 - нагорная канава; 4 - забор; 5 -
зеленая зона; 6 - грунт для изолирующих слоев; 7 - площадки складирования отходов I, II

и III очереди эксплуатации[5]
Подьездная дорога соединяет существующую транспортную
магистраль с участком складирования ТБО. Подъездная дорога рассчитана на
двустороннее движение.
Основное сооружение полигона - участок складирования ТБО. Он
занимает основную (до 95%) площадь полигона, в зависимости от объема
принимаемых ТБО. [11, с. 5]
Участок складирования разбит на очереди эксплуатации с учетом
обеспечения приема отходов в течение 3-5 лет, в составе первой очереди
выделен пусковой комплекс на первые 1-2 года. В первую, вторую и если
позволяет площадь участка, в третью очередь складирования отходов ведется
на высоту в 2-3 яруса (высота яруса равна 2-2,5 м). Участки складирования
защищены от стоков поверхностных вод с вышерасположенных земельных
массивов. Для перехвата дождевых и паводковых вод по границе участка
проходит водоотводная канава.
На расстоянии 1-2 м от водоотводной канавы размещено ограждение
вокруг полигона. По периметру на полосе шириной 5-8 м находятся
посаженные деревья, проложенные инженерные коммуникации (водопровод,
канализация), установлены мачты электроосвещения. При отсутствии
инженерных сооружений на этой полосе находятся отсыпанные кавальеры
грунта для использования его на изоляцию ТБО.
На участке складирования устроены котлованы с целью получения
грунта для промежуточной и окончательной изоляции. Днище котлована, как
правило, горизонтальное, для обеспечения равномерного распределения
фильтрата по всей площади основания полигона. В зависимости от рельефа
местности и очередность складирования ТБО, участок разбивается на ряд
котлованов. На участках с уклоном более 0,5% устраивается каскад
котлованов, показанный на рисунке 6.
Рис. 6. Высотное размещение котлована в основании полигона[5]
1 - кавальер грунта для изолирующих слоев; 2 - уровень поверхности участка до
разработки котлованов; 3 - горизонтальное основание; 4 - промежуточный вал
Перепад верхнего и следующих промежуточных котлованов, а также
разность отметок оснований двух смежных котлованов - не более 1 м. При
необходимости по верху промежуточных валов прокладывается временная
дорога для проезда мусоровозов. На участках, размещаемых в оврагах,
каскад котлованов образуется плотинами.
Основание котлована имеет слой связанного грунта - это глины в
естественном состоянии с коэффициентом фильтрации воды не более 10 -5
см/с и толщиной не менее 0,5 м. Для грунтов, характеризующихся
коэффициентом фильтрации более 10 -5 см/с, устроены искусственные
непроницаемые экраны:
1. Глиняный экран однослойный, толщиной не менее 0,5 м.
Исходная глина ненарушенной структуры имеет коэффициент фильтрации не
ниже 0,001 м/сут. Поверх экрана уложен защитный слой из местного грунта
толщиной 0,2-0,3 м.
2. Грунтобитумный экран, обработанный органическими
вяжущими веществами или отходами нефтеперерабатывающей
промышленности, толщиной от 0,2 м до 0,4 м, с одной стороны или двойной
пропиткой битума, в зависимости от состава отходов и климатических
условий.
3. Экран двухслойный из латекса. Экран состоит из
планировочного подстилающего слоя толщиной 0,3 м, слоя латекса,
промежуточного слоя из песчаного грунта 0,4 м, второго слоя латекса и
защитного слоя из мелкозернистого грунта толщиной 0,5 м.
4. Экран из полиэтиленовой пленки, стабилизированной сажей,
двухслойный. Двухслойный экран состоит из подстилающего слоя -
песчаного грунта толщиной 0,2 м, двух слоев полиэтиленовой пленки,
стабилизированной сажей, толщиной 0,2 мм. Между слоями пленок устроен
дренажный слой из крупнозернистого песка, толщиной 0,4 м. На верхний
слой пленки укладывается защитный слой (толщиной 0,5 м) песчаного грунта
с частицами максимальной крупности до 5 мм. Иногда применяются
однослойные искусственные экраны без дренажа фильтрата при
благоприятных гидрогеологических условиях участка складирования:
уровень грунтовых вод не менее 6 м от поверхности основания рабочих карт;
наличие в основании карт суглинков с коэффициентом фильтрации не более
10 -3 см/с и мощностью не менее 6 м.
Дренажный слой предусматривается для аварийных ситуаций и
контроля выхода фильтрата.
Земельный участок под складирование ТБО на территории оврага
обычно включает его верховья, что гарантирует сбор и удаление талых и
дождевых вод более простыми методами. Участок оврага по длине разбит,
начиная с верховья, на этапах строительства. Каждая очередь строительства с
пониженной стороны защищается от оползней земляной плотиной.
При складировании ТБО в выработанных карьерах (глубоких
котлованах) обеспечивается съезд и разгрузка мусоровозов на нижней
отметке с послойным заполнением карьера по высоте.
При траншейной схеме складирования ТБО на участке складирования
расположены траншеи глубиной 3-6 м и шириной по верху 6-12 м. Траншеи
располагаются перпендикулярно направлению господствующих ветров. В
климатических зонах, где возможно образование фильтрата, основание
траншеи не менее чем на 0,5 м заглублено в глинистые грунты. Траншейная
схема применяется для полигонов, принимающих 120 тыс. м 3 /год ТБО и
менее.
Непосредственное складирование ТБО в воду на болотистых и
заливаемых паводковыми водами участках не допускается. При
использовании болотистых и заливаемых паводковыми водами участков
сделаны подсыпки инертными материалами на высоту, превышающую на 1 м
максимальный уровень поверхностных и паводковых вод. На подсыпке
устроен водоупорный экран.
Хозяйственная зона располагается на пересечении подъездной дороги с
границей полигона, что обеспечивает возможность эксплуатации зоны на
любой стадии заполнения полигона ТБО. В хозяйственной зоне размещаются
бытовые и производственные сооружения. Территория хозяйственной зоны
имеет твердое покрытие, освещение и въезд со стороны полигона.

Рис. 7. Схема хозяйственной зоны:

1 – подъездная дорога; 2 – ограждение; 3- ворота и пост радиометрического
контроля; 4 - весовая; 5 – контрольно-пропускной пункт; 6 – дезинфицирующая яма; 7 –
пруд для пожаротушения; 8 – вагончик для рабочих; 9 – санузел;. 10 – стоянка для машин;
11 – склад топливно-смазочных материалов (ТСМ); 12 – трансформаторная подстанции[5]
Хозяйственная зона занимает, в зависимости от количества
принимаемых полигоном ТБО, площадь - 5-15% от всей площади. На
участках с конфигурацией, близкой к квадрату, хозяйственная зона
расположена у последней очереди складирования ТБО. На участках
вытянутой формы зона размещена посередине длинной стороны.
На выезде из полигона расположена контрольно-дезинфицирующая
зона с железобетонной ванной длиной 8 м, глубиной 0,3 м и шириной 3 м для
дезинфекции колес мусоровозов. Ванна заполнена трехпроцентным
раствором лизола и опилками.
По периметру всей территории полигона ТБО имеется ограждение.
Ограждение могут заменять: осушительная траншея глубиной более 2 м, вал
высотой более 3 м. [5]

1.5. Эксплуатация полигона ТБО
Эксплуатация полигона является основным этапом жизненного цикла
полигона (в среднем 15-20 лет).
Технологическая схема эксплуатации включает пять очередей.
Первая очередь представляет собой пусковой комплекс. В пусковой
комплекс входят состав сооружений и виды работ, необходимые для
обеспечения производственной деятельности предприятия. Состав работ
пускового комплекса включает следующие работы:
 строительство автодороги до полигона;
 ограждение территории полигона и установка ворот;
 возведение хозяйственно-административной зоны с полным
набором сооружений;
 разработка грунта в котловане 1-й очереди и складирование его
во временные кавальеры;
 строительство кольцевой автодороги от хозяйственной зоны до
полигона;
 строительство нагорного канала и пожарного пруда;
 прокладка сети электроснабжения.
Далее ведут подготовку котлована 1-й очереди под эксплуатацию.
Состав работ подготовки котлована 1-й очереди включает:
 планировку основания до проектных отметок с разуклонкой под
дренажную сеть;
 устройство противофильтрационного экрана по дну и откосам
котлована;
 укладку дренажных труб с устройством устьевого колодца.
После этого производят заполнение котлована 1-й очереди до уровня
дневной поверхности земли. В процессе заполнения полигона отходами
ведут прием отходов, их складирование и перекрытие уплотненных отходов
минеральным грунтом. Основные этапы складирования отходов на полигоне
приведены ниже.

Рис. 8. Операции, выполняемые при заполнении полигона

отходам[4, с. 17]

Для обеспечения общей устойчивости полигона как насыпного
сооружения после заполнения котлована 1-й очереди по его периметру
осыпают дамбы обвалования из минерального грунта и ведут заполнение 1-й
очереди отходами по высотной схеме до верхней проектной отметки 1-го
яруса. Аналогично ведутся работы по заполнению 2-й, 3-й и 4-й очередей
эксплуатации полигона. После заполнения 1,2,3 и 4 очередей полигона до
проектной отметки 1-го яруса верхнее основание выравнивают минеральным
грунтом под единый уровень и по высотной схеме приступают к заполнению
5-й очереди эксплуатации полигона (2-го яруса).
Заполнение полигона отходами ведут картовым методом.
Прибывающие на полигон мусоровозы разгружаются возле рабочих карт.
Для этих целей вблизи каждой рабочей карты организуют площадку
разгрузки, которую условно разбивают на две части: на одной разгружаются
мусоровозы, на другой работают бульдозеры. Выгруженные из мусоровозов
отходы накапливают на площадке и затем бульдозерами перемещают в
рабочие карты. Заполнение рабочих карт ведут по методу «надвиг» при
работе на нижних отметках, либо по методу «сталкивание» - на верхних
отметках.

Рис. 9. Укладка отходов методом «надвига» (снизу вверх):
1 – самосвал, доставляющий техногрунт; 2 – изолирующий слой из техногрунта; 3
– техногрунт; 4 – бульдозер, уплотняющий отходы; 5 – мусоровоз на месте разгрузки; 6 –
укладка «тонких» наклонных слоев; 7 – укладка «тонких» горизонтальных слоев; 8 –
бульдозер, транспортирующий отходы от места выгрузки из мусоровоза к рабочей карте

24
Рис. 10. Укладка отходов методом «сталкивания» (сверху вниз):
1 – мусоровоз на месте разгрузки; 2 – изолирующий слой из техногрунта; 3 –
уплотнение отходов на рабочей карте; 4 – переносимое сетчатое ограждение; 5 –

бульдозер, уплотняющий отходы[5]

При работе по методу «надвиг» отходы перемещают с площадок
разгрузки бульдозерами в пределы рабочей карты, расположенной в
основании формируемого яруса, создавая на ней вал с пологим откосом и
толщиной укладываемого слоя отходов до 0,5 м. При методе «сталкивания»
мусоровозы разгружаются также на площадках разгрузки, устраиваемых
возле рабочей карты, но расположенных на верхней заизолированной
поверхности заполняемого яруса, сформированного в предыдущие дни.
Разравнивание и уплотнение отходов и минерального грунта
выполняют бульдозерами, катками, а для устройства изолирующих слоев
используют экскаватор и автосамосвал. [5]

ГЛАВА 2. ПРОБЛЕМЫ УТИЛИЗАЦИИ И ЗАХОРОНЕНИЯ ТБО НА

ПОЛИГОНАХ

2.1 Воздействие полигонов ТБО на состояние окружающей среды
Полигоны ТБО представляют собой сложную систему,
обеспечивающую отсутствие контакта отходов с окружающей средой.
Однако это затрудняет процесс разложения отходов, и они представляют
собой своеобразную «бомбу замедленного действия».

Рис. 11. Схема влияния полигона ТБО на окружающую территорию[3]
Под действием окружающей среды ТБО постепенно подвергаются
естественному старению, а именно, неорганические и органические
вещества, в том числе отходы чёрных и цветных металлов. Старение
химических материалов, содержащих серу, мышьяк, различные галогены
(хлор, бром и пр.), тяжёлые металлы (медь, свинец, хром и др.), вызывает
постепенное, незаметное, медленное отравление почв, поскольку, например,
тяжёлые металлы обладают мутагенными и канцерогенными свойствами.
Старение ТБО, содержащих синтетические полимерные материалы,
опасно образованием канцерогенных веществ. В результате сложных
химических реакций и микробиологической деятельности на различных
участках свалки температура колеблется в пределах от 50 до 100 0 С,
обеспечивая самопроизвольное возгорание и отравляя окружающую среду
различными соединениями класса диоксинов.
ТБО из органики природного происхождения (картон, целлюлозно-
бумажные материалы, белковые материалы, в том числе разнообразные
пищевые отходы, а также волокнистые материалы из клетчатки или из её
производных), в первую очередь, подвергаются старению под воздействием
биохимических и биологических факторов. Особенно в тёплый период
времени (при температурах выше 0 °С).
Природные материалы разлагаются под действием следующих
факторов:
а) биологических:
– микрофлоры – актиномицет, бактерий, которые развиваются и растут
при температурах выше 0 °С; дрожжей; различных грибков; вирусов и
водорослей;
– микрофауны – червей, простейших, двупароногих, клещей,
многоножек;
б) биохимических:
– ферментов (энзимов) различного происхождения и характера.
В условиях биохимического и биологического разложения отходов
природных материалов происходит образование так называемой патогенной
флоры – большого числа бактерий, вызывающих серьёзные инфекционные
заболевания (например, холеру). [20, с. 11]
Наиболее высокую опасность представляют отходы научно-
исследовательских и лечебных организаций, а именно стоматологические и
хирургические отходы (отходы поликлиник, больниц, санаториев и т.п.),
поскольку они являются потенциальными носителями и возбудителями
тяжёлых инфекционных заболеваний.
В результате биохимического разложения образуется биогаз,
называемый свалочным газом (СГ). Удельный выход свалочного газа
составляет 120-200 м 3 на тонну ТБО, и образуется преимущественно в первые
10 – 50 лет работы свалки, особенно интенсивно СГ выделяется в первые 5
лет – около 50% от полного запаса. [3]

Таблица 2

Составляющие свалочного газа[17]
Компоненты Объем - %-часть

Метан (CH4) 40- 60 об. - %
Диоксид углерода (CO2) 30- 40 об. - %
Азот (H2) 5- 25 об. - %
Кислород (O2) <1 об. - %
Свалочные газы распространяются на большие расстояния
преимущественно в направлении преобладающей розы ветров, а также
вступают в реакции с выбросами ближайших промышленных предприятий,
ухудшая и без того тяжёлую экологическую обстановку.
Помимо загрязнения воздуха, происходит тепловое загрязнение
окружающей среды, в т.ч. при пожарах. Они приводят к загрязнению
токсичными веществами атмосферного воздуха и фильтрата [аши].
Основными профилактическими мерами являются откачка СГ, засыпка
отходов изолирующим слоем, их увлажнение, наличие противопожарной
техники. Тепловое загрязнение также формируется за счет биохимических
реакций в массе отходов, но оно проявляется локально, и в сравнении с
другими факторами его влияние незначительно.
В процессе транспортировки отходов и работы полигона происходит
шумовое загрязнение среды. Например, для работы полигона
производительностью 400 тыс. т/год при средней загрузке автомобиля 7,5 т
требуется 400-500 транспортных единиц в день на переводку мусора, что
создает дополнительный шум.[6, с.43]
Неприятный запах, возникающий при разложении отходов, может быть
весьма значительным в открытых зонах полигона и вызывать негативную
реакцию у персонала полигона и местных жителей [18]. Ежедневное
изолирующее покрытие ТБО может предотвратить появление неприятных
запахов, но на практике оно не используется из-за дороговизны. Ещё одним
побочным эффектом свалки ТБО может быть возникновение крыс и
тараканов, особенно устойчивых к химическим препаратам.
Одной из серьезнейших опасностей, связанных с воздействием
полигона на окружающую среду, является загрязнение поверхностных и
подземных вод дренажными стоками и фильтратом.
Выделяют три основных источника образования фильтрационных
вод на полигонах ТБО:
1) атмосферные осадки, которые инфильтруются через тело полигона,
контактируя с поверхностью массива отходов (являются основным
источником образования фильтрата);
2) исходная влажность отходов отдельных видов;
3) влага, которая выделяется из толщи отходов при биохимических
процессах с образованием воды при анаэробном разложении их органической
составляющей.
Фильтрационные воды полигонов твердых бытовых отходов являются
высокозагрязненными сточными водами и имеют достаточно высокое (в
сотни раз превышающее ПДК) содержание токсичных органических и
неорганических веществ, при этом в них содержатся многочисленные
компоненты распада органических веществ, что и определяет темно-
коричневый цвет и неприятный запах дренажных вод.[18]

Рис. 12. Схема загрязнения подземных вод дренажными
(фильтрационными) водами полигонов ТБО[18]

Основные компоненты фильтрационных вод:
 основные элементы и ионы: кальций, магний, железо, натрий,
аммоний, карбонаты, сульфаты, хлориды;
 рассеянные металлы: марганец, хром, никель, свинец, кадмий;
 различные химические соединения, количество которых обычно
измеряется общим органическим углеродом и химическим
потреблением кислорода (ХПК);
 отдельные органические вещества, такие, как фенол;
 микроорганизмы. [18]
Химический состав фильтрата меняется со временем:
1. Аэробная фаза (рН = 6,5-7,2) продолжительностью несколько
месяцев - происходит гидролиз и окисление пищевых отходов, количество
фильтрата невелико.
2. Ацетогенная фаза (рН = 4,5-7,5), продолжительностью 1-4 года -
происходит распад быстро- и среднеразлагаемых фракций ТБО. В фильтрате
высокие значения БПК5, (от 4000 до 40000 мг О 2 /л) и ХПК (от 6000 до 60000
мг О 2 /л), содержание ионов тяжелых металлов до 120 мг/дм 3 .
3. Фаза активного метаногенеза (рН = 7,5-9,0) продолжительностью до
30 лет с момента захоронения отходов - происходит ферментативное
разложение ранее образовавшихся кислот с интенсивным образованием
метана и других газов. В фильтрате снижается содержание органических
веществ (БПК 5 и ХПК), увеличивается содержание ПАВ, хлорорганических
соединений, гуминовых соединений.
4. Стабильная фаза метаногенеза (рН = 7,5-8) продолжительностью до
100 лет- снижается интенсивность образования метана, происходит гидролиз
лигнина, химическая деструкция полимерных материалов, повышается
минерализация фильтрата (до 7000 мг/л). [15]
Объем фильтрационных вод зависит от влажности отходов и
климатических условий и обычно составляет 25-50 % от массы
складируемых отходов. Наиболее значимым отличием дренажных вод от
других типов сточных вод является неравномерность их накопления в
течение года за счет сезонных колебаний уровня атмосферных осадков.
Наибольший объем фильтрата образуется в паводковый и осенний периоды.
Полигоны характеризуются значительной землеёмкостью мест
складирования мусора (0,02-0,05 га на 1000 т/год отходов). Дополнительно
выделяются участки под инфраструктуру (производственные здания,
сооружения, системы защиты и мониторинга). Кроме того, за счет буферной
зоны площадь участка увеличивается в 1,5 и более раза. Отводить под
полигон желательно бросовые земли, которые не используются
промышленностью, сельским и лесным хозяйством.
При строительстве полигона ухудшается эстетическая
привлекательность ландшафта, поскольку полигон относится к акультурным
антропогенным ландшафтам. Создаваемый им негативный визуальный
эффект следует скрывать экранирующими насыпями, лесонасаждениями и
другими мероприятиями по рекультивации ландшафта.

2.2. Возможные пути решения проблем
К общим рекомендациям и мерам по эксплуатации полигонов в можно
отнести следующие:
1. Необходимо отслеживать состав отходов, поступающих на полигон,
избегая запрещенных к захоронению отходов.
2. Вокруг полигонов необходимо высаживать многорядные
лесополосы, которые улавливают легкие отходы, разносимые ветром,
способствуют снижению уровня шума вокруг объекта, удерживают снег, не
давая ему проникать на полигон.
3. Для предотвращения загрязнения воздуха и распространения
инфекций поверхность отходов в теплый период года следует покрывать
грунтом, строительными или другими инертными отходами не реже 1 раза в
3 дня.
4. Необходимо увлажнять сухие мелкие отходы с помощью дуговых
распылителей воды для борьбы с пылью.
5. Учет поступления СГ, проектирование и создание специальных
сооружений для его сбора обязательно при оборудовании полигонов ТБО.
Для сбора СГ на полигонах обычно используется следующая схема:
сеть вертикальных газодренажных скважин соединяют линиями
газопроводов, в которых компрессорная установка создает разрежение
необходимое для транспортировки СГ до места использования. Установки по
сбору и утилизации монтируются на специально подготовленной площадке
за пределами свалочного тела. [19, с. 12]
В мировой практике известны следующие способы утилизации
свалочного газа:
-факельное сжигание, обеспечивающее устранение неприятных запахов
и снижение пожароопасности на территории полигона ТБО, при этом
энергетический потенциал СГ не используется в хозяйственных целях;
-прямое сжигание СГ для производства тепловой энергии;
-использование СГ в качестве топлива для газовых двигателей с целью
получения электроэнергии и тепла;
-использование СГ в качестве топлива для газовых турбин с целью
получения электрической и тепловой энергии;
-доведение содержания метана в СГ (обогащение) до 94-95% с
последующим его использованием в газовых сетях общего назначения. [20]
Целесообразность применения того или иного способа утилизации СГ
зависит от конкретных условий хозяйственной деятельности на полигоне
ТБО.
6. За счет распространения газов, загрязненных вод и пыли почва и
растительность вблизи полигонов могут загрязняться на расстоянии до 1,5
км. Для защиты населения от вредного воздействия полигонов
устанавливается санитарно-защитная зона (СЗЗ) размером 500 м от границ
полигона до жилой застройки [9].
Полигон ТБО в обязательном порядке нуждается в защите от
проникновения фильтрата с него на окружающие территории. Для этого
оборудуются специальные защитные экраны основания и поверхности
полигонов ТБО. Первые препятствуют просачиванию фильтрата в грунты и
подземные воды. Вторые препятствует попаданию в тело полигона
атмосферных осадков, уменьшая количество фильтрата и обеспечивают сбор
биогаза.
Материалы, используемые при конструировании защитных экранов,
должны обеспечивать гидроизоляцию полигона, обладать высокой
механической прочностью и устойчивостью к повреждениям, в т.ч.
грызунами, быть устойчивыми к химическим, биологическим и
температурным воздействиям. Также должны выдерживать максимальные и
минимальные температуры воздуха, характерные для региона.
В структуре защитного экрана поверхности полигона ТБО выделяются
4 слоя (рис. 13).

Рис. 13. Схема защитного экрана поверхности полигона ТБО[16]
Выравнивающий слой необходим для нивелировки поверхности и
газового дренажа, для его оборудования используют песок и строительные
отходы. Гидроизоляционный слой препятствует проникновению осадков и
талых снеговых вод в «тело» полигона. Дренажный слой отводит условно
чистую воду, не контактировавшую с отходами с территории полигона.
Рекультивационный слой состоит из почвы, на которой можно высаживать
растения. [16, с. 26-27]
Поскольку полигон ТБО является объектом повышенной
экологической опасности, необходимо осуществлять комплексный
мониторинг его состояния.
Мониторинга полигона ТБО должен включать в себя:
1. Мониторинг поступающих отходов, предотвращающий захоронение
отходов, на которые полигон не рассчитан (радиоактивные, ртуть
содержащие, трупы животных и пр.).
2. Контроль за распределением поступающих отходов и
своевременным экранированием ТБО промежуточными изолирующими
слоями. Не должно допускаться открытого хранения отходов, их развеивания
ветром, растаскивания птицами и млекопитающими.
3. Мониторинг санитарно-защитной зоны - запрещается размещение
жилых или производственных построек, сельскохозяйственных угодий в зоне
СЗЗ.
4. Мониторинг шумового загрязнения среды- осуществление замеров
уровня шума как непосредственно на полигоне (оценивается воздействие на
персонал полигона), так и на границе СЗЗ (оценивается воздействие на
население).
5. Мониторинг состояния атмосферного воздуха – ежеквартальный
анализ проб атмосферного воздуха над отработанными участками полигона и
на границе СЗЗ. Контроль содержания метана, сероводорода, аммиака, окиси
углерода, бензола, взвешенных веществ и т.д.
6. Мониторинг за состоянием подземных вод производится
посредством ежемесячного отбора воды из наблюдательных скважин в
окрестностях полигона. Скважины должны осуществлять отбор проб воды из
всех водоносных горизонтов, в которые может проникнуть фильтрат с
полигона. В пробах подземных вод определяется общая минерализация,
общая жесткость, окисляемость, рН, содержание аммиака, нитритов,
нитратов, гидрокарбонатов, кальция, фтора, хлоридов, железа, сульфатов,
лития, магния, марганца, кадмия, хрома, цианидов, свинца, ртути, мышьяка,
меди, бария, сухого остатка, ХПК, БПК, органического углеводорода,
гельминтологические и бактериологические показатели. Также проводятся
наблюдения за уровнем подземных вод в скважинах.
7. Мониторинг поверхностных вод осуществляется в водотоках и
водоемах окрестностей полигона. Пробы исследуются по тем же
показателям, что и подземные воды.
8. Мониторинг почв - не реже 2 раз в год отбираются пробы почвы,
которые анализируются по химическим (содержание тяжелых металлов,
нитратов, нитритов, органического углерода, pH), микробиологическим
(общее бактериальное число, коли-титр, титр протея, яйца гельминтов),
радиологическим показателям.
9. Мониторинг растительности осуществляется не реже 1 раза в год.
Наблюдения за ее состоянием ведутся биоиндикационными методами.
Выявляют случаи заболеваемости и ухудшения экологических условий
произрастания зеленых насаждений. Отбираются пробы листвы, в которых
исследуют содержание экзогенных химических веществ: свинца, хрома,
меди, цинка, кадмия, олова, сурьмы.
10. Мониторинг противоэпидемиологических мероприятий необходим
для наблюдения за эффективностью проведения противоэпидемиологических
мероприятий. В его рамках осуществляется ежемесячный контроль наличия
объективных признаков жизнедеятельности грызунов, жалоб персонала и
населения на наличие грызунов, а также оценка численности грызунов,
заселенность личинками мух, отлов грызунов при контрольных расстановках
капканов.
Кроме заранее запланированных отборов проб воды, почвы,
растительности, следует проводить непериодические исследования состояния
среды. Например, воздуха в случае пожара на полигоне, вод после сильных
ливней, размывающих поверхность полигона.
Комплексный мониторинг всех компонентов географической оболочки
полигона ТБО и его окрестностей является обязательным при работе и после
консервации полигона.[3]

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проблема утилизации и переработки отходов производства и
потребления является одной из главных экологических проблем в
большинстве стран мира. В нашей стране приняты классификации отходов
по фазовому состоянию и по опасности для окружающей среды.
Мировой опыт в сфере управления отходами производства и
потребления позволяет использовать различные методы и технологии их
утилизации. Однако, наиболее распространенным способом утилизации ТБО
в нашей стране является их депонирование и захоронения на полигонах.
Полигон ТБО – это сложное комплексное инженерное сооружение,
предназначенные для размещения, изоляции и обезвреживания ТБО. Он
рассматривается как своеобразная система, активно взаимодействующая со
всеми компонентами внешней среды. К сожалению, значительная часть
полигонов ТБО обустроена и эксплуатируется без соблюдения требований и
представляет высокую опасность для окружающей среды.
Захоронение ТБО, имеющих неоднородный компонентный состав, на
ограниченной территории оказывает значительное негативное воздействие на
состояние окружающей природной среды, которое проявляется в отчуждении
под полигоны больших территорий, загрязнении воздуха биогазом, пылью,
продуктами горения, проникновением опасного фильтрата в поверхностные
и подземные воды, в почвы, в биологическом загрязнении территории и др.
Взаимодействие полигона с окружающей средой не прекращается и после
закрытия объекта.
Необходимо постоянно осуществлять комплексный мониторинг
состояния полигонов, не пренебрегать природоохранными мероприятиями
при их строительстве и эксплуатации, использовать прочные защитные
экраны, обладающие устойчивостью к различного рода повреждениям,
оборудовать полигоны газодренажными системами для сбора и удаления
свалочного газа.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТРАТУРЫ

1. Федеральный закон от 24 июня 1998г. №89-ФЗ "Об отходах
производства и потребления" // Собрание законодательства Российской
Федерации. - 29 июня 1998г. - №26.;
2. СП 2.1.7.1038-01. Гигиенические требования к устройству и
содержанию полигонов для твердых бытовых отходов. М. : Минздрав
России, 2001.;
3. Ашихмина Т. В. Воздействие полигонов твердых бытовых и
промышленных отходов на состояние окружающей природной средой / Т. В.
Ашихмина, Т. В. Овчинникова, В. И. Федянин. – Вестник ВГТУ, Т. 4, № 6,
2008. – С. 14-17;
4. Дружакина О.П. П 791 Проектрирование полигонов твердых
бытовых отходов / О.П. Дружакина. – Ижевск: Изд-во «Удмуртский
университет», 2016. – 28 с.;
5. Инструкция по проектированию и эксплуатации и рекультивации
полигонов для твердых бытовых отходов. – М.: Минстрой РФ, 1998. – 46 с.;
6. 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 30 (2);
7. Количество бытовых отходов россиян в 2019 году увеличилось
на 20%[Электронный ресурс] – Режим доступа: https://ren.tv/news/v-
rossii/641336-kolichestvo-bytovykh-otkhodov-rossiian-v-2019-godu-uvelichilos-
na-20;
8. Негуляева Е. Ю. Оптимизация системы обращения с твердыми
коммунальными отходами как фактор безопасности геоэкологической среды
: диссертация … кандидата технических наук : 25.00.36. – СанктПетербург,
2005. – 151 с;
9. Матросов А. С. Управление отходами. Учебник / А. С. Матросов.
– М.: Гардарики, 1999. – 480 с.;
10. Меремская Е. В 32 регионах уже через пять лет не будет места
для мусора [Электронный ресурс] / Е. Меремская // Ведомости. – 2020. – 30
июня − Режим доступа:
https://www.vedomosti.ru/economics/articles/2020/06/29/833663-32-regionah?
свободный;
11. Обустройство полигона твёрдых бытовых отходов: методические
указания для выполнения курсового проекта по дисциплине «Управление
отходами» / сост. А.С. Новосёлов. – Вологда, ВоГТУ, 2013. – 48 с.;
12. О состоянии окружающей среды Российской Федерации в 2019
году. Государственный доклад. — М.: Минприроды России; МГУ имени
М.В.Ломоносова, 2020. — 1000 с;
13. Поворов, А.А / Очистка дренажных вод полигонов твердых
бытовых отходов (ТБО) // Поворов А.А. к.т.н., В.Ф. Павлова к.т.н., Н.А
Шиненкова / статья / –2003;
14. Проблемы переработки отходов в России//[Электронный ресурс]
– Режим доступа: http://ecoprogress.pro/econews/latest-
issue/ecoproblem/ecoproblem_403.html;
15. Рекомендации по сбору, очистке и отведению сточных вод
полигонов твердых бытовых отходов. – М.: Госстрой РФ, 2003. – 45 с.;
16. Сметанин В.И., Соломин И.А., Соломина О.И. Учебное пособие
по курсовому проектированию: Проект полигона захоронения твердых
бытовых отходов. М.: МГУП, 2006, 68 с.;
17. Технология захоронения ТБО// http://waste-nn.ru/tehnologiya-
zahoroneniya-tbo/;
18. Трифонова, Т. А., Селиванова, Н. В., Ширкин, Л. А., Селиванов,
О. Г., & Ильина, М. Е. (2013). Проблемы утилизации ТБО на полигонах.
Известия Самарского научного центра Российской академии наук, 15 (3-2),
685-687.;
19. Утилизация и вторичная переработка тары и упаковки из
полимерных материалов : учебное пособие / А. С. Клинков, П. С. Беляев, В.
К. Скуратов, М. В. Соколов, В. Г. Однолько. – Тамбов : Изд-во ГОУ ВПО
«ТГТУ», 2010. – 100 с;
20. Утилизация и переработка твёрдых бытовых отходов : учебное
пособие / А. С. Клинков, П. С. Беляев, В. Г. Однолько, М. В. Соколов, П. В.
Макеев, И. В. Шашков. – Тамбов : Изд-во ФГБОУ ВПО «ТГТУ», 2015. – 100
экз. – 188 с;
21. Харламова, М. Д. Твердые отходы: технологии утилизации,
методы контроля, мониторинг: учеб. пособие для академического
бакалавриата / М. Д. Харламова, А. И. Курбатова; под ред. М. Д.
Харламовой. — М.: Издательство Юрайт, 2015. — 231 с.;
22. Хасанова В. К.Шильникова Н. В. Проблема утилизации
промышленных отходов в России на современном этапе ее развития//Вестник
Казанского технологического университета. Выпуск№ 2, том 15, 2012;
23. Экологическая проблема отходов//[Электронный ресурс] –
Режим доступа: http://www.ecoproblems.org/2011/10/blog-post.html.