Повышение уровня экологической безопасности полигонов твердых бытовых отходов в Республике Казахстан

История отходов неотделима от пути, проделанного людьми и цивилизациями. В доисторическое время наши предки не удаляли из пещер остатки жизнедеятельности, тем самым загромождали жизненное пространство. Отходы, превращаясь в мусор, в отбросы совершенно потеряли свою хозяйственную ценность. Почти тысячу лет города оставались немыслимо загрязнёнными. Люди выбрасывали мусор прямо из окон домов на проезжую часть, загромождая проход по улице. Исполнительные власти прибегали к различным способам утилизации отходов: создавали различные службы уборки мусора, сбрасывали отходы в ближайшие реки и озера, покупали различные специализированные тары, предназначенные для хранения отходов. Самым изощренным способом утилизации отходов было содержание свиней, как главного чистильщика мусора. Со временем в сознании людей начала формироваться мысль о том, что выбрасывание отходов с окон домов, закапывание отходов в землю или сброс их в море — это недопустимое перекладывание наших проблем на плечи будущего поколения [1, с.7–13].

Твердые бытовые отходы (ТБО) — это серьезнейшая экологическая проблема не только мегаполисов, но и различных урбанизированных территорий, городов и населенных пунктов. Проблема утилизации и обезвреживания отходов производства и потребления является одной из наиболее значимых мировых проблем в области охраны окружающей среды.

На сегодняшний день существует ряд способов хранения и переработки ТБО, а именно: полигонное захоронение, предварительная сортировка, санитарная земляная засыпка, компостирование, сжигание, низкотемпературный и высокотемпературный пиролиз и др. Среди них наиболее распространённое применение получила технология полигонного захоронения отходов.

В настоящее время почти во всех странах мира большая часть ТБО подвергается захоронению на свалках и полигонах: в Республике Казахстан (РК) — около 97 %, в России — более 90 %, в США — 54 %, во Франции — 32 %, в Швейцарии — 49 %. Исключение составляют страны с ограниченной территорией и высокой плотностью населения, такие как Япония, Швеция, Германия, Дания, Бельгия, где в свою очередь на полигоны захоронения вывозят от 4 до 18 % ТБО [2, с.21].

Складирование на полигонах захоронения пока является единственным способом обезвреживания ТБО, применяемым в РК. В современных экономических условиях захоронение на полигонах является более простым, менее капиталоемким и менее технологически затратным способом утилизации отходов.

По данным Агентства РК по статистике, количество собранных и вывезенных ТБО по РК возрастает с каждым годом примерно на 3,4 % (см. Таблица 1). Ежегодно в нашей стране образуется около 3,5 млн. тонн ТБО, что составляет в среднем около 300 кг на 1 человека в год (см. Таблица 2) [3]. Основными причинами прироста ТБО служат: рост численности населения РК и повышение уровня жизни населения. Лишь относительно небольшая их часть подвергается переработке и сжиганию, примерно 3 %, остальные 97 % ТБО вывозятся на полигон захоронения.

Таблица 1

Динамика увеличения количества ТБО по РК

Таблица 2

Количество собранных и вывезенных ТБО, килограмм на 1 жителя в год в разрезе некоторых регионов Республики Казахстан

Города Алматы, Шымкент и Астана являются одними из густонаселенных городов Казахстана. В них проживает около 3 млн. человек и образуется более 1,2 млн. тонн ТБО ежегодно. Наиболее крупным из них является г. Алматы, практически все бытовые отходы складируются на территории Карасайского полигона расположенного в 34 км от города. Полигон сдан в эксплуатацию в декабре 1989 г. В настоящее время полигон находится в аренде сроком на 10 лет у ТОО «PlasmaEnergyInc», в соответствии с договором передачи прав на городской полигон от 21.12.2009 г. Имеет разрешение на эмиссию в окружающую среду от 29.07.2010 года. Этот полигон относится к первой группе полигонов — потенциально опасный. В 2010 году площадь городского полигона была увеличена постановлением Карасайского районного акимата с 33,4 га до 57,7 га. В настоящее время полигон фактически заполнен на 30 %. При проектировании полигона не были предусмотрены системы сбора и отвода фильтрата и биогаза. Технология складирования на полигоне не соблюдается [4,5].

Для правильного функционирования полигонов захоронения отходов должны учитываться климатические, гидрологические и геологические особенности местности. Полигоны захоронения ТБО следует размещать на площадках, где можно производить различные инженерные и технологические работы без причинения вреда окружающей среде и ближайшим населенным пунктам.

Для того чтобы эффективно снизить негативное воздействие полигона захоронения отходов на окружающую среду необходимо произвести ряд мер по благоустройству зоны, а также необходимо определить тип каждого конкретного полигона.

По характеру складируемых отходов полигоны подразделяются на полигоны промышленного, бытового и смешанного типа.

Немаловажной характеристикой является размер полигона. По этому критерию полигоны подразделяются:

-          крупные (площадь превышает 16 га) — протяженность влияния подобного полигона не менее 1500 м. Данный вид полигонов имеет промышленный и смешанный тип мусора, который оказывает очень сильное воздействие на все зоны окружающей среды;

-          средние(площадь составляет от 4–16 га) — протяженность влияния подобной площадки оценивается в 800–900 м. На таких полигонах имеется высокая опасность заражения окружающей местности радионуклидами;

-          мелкие (площадь не превышает 4 га) — Зона влияния данного вида полигона находится в пределах от 500 до 600 м.

По степени опасности выделяют три группы полигонов захоронения:

-          I — потенциально опасные полигоны;

-          II — полигоны средней экологической опасности;

-          III — полигоны, относительно безопасные и практически не оказывающие воздействие на окружающую среду.

Протяженность загрязнения у потенциально опасных полигонов составляет 1,5 км. Они оказывают негативное воздействие на окружающую среду, и состоят из смешанного типа ТБО. Обычно подобный тип полигонов располагают вблизи к населенным пунктам, водным хозяйствам и лесным массивам. Существует риск загрязнения окружающей среды радионуклидами.

У полигонов средней экологической безопасности протяженность загрязнения составляет до 900 м. Грунт возле полигона имеет умеренно опасную или допустимую степень загрязнения, в водотоках отсутствуют радионуклиды, они имеют среднюю или слабую загрязненность.

Относительно безопасные полигоны имеют протяженность зоны загрязнения до 600 м. Данный тип полигона характеризуется отсутствием селитебных объектов, водозаборных сооружений, наличием благоприятных ландшафтных условий [6, с.79–86].

Полигоны являются источником распространения загрязняющих веществ в компоненты природной среды, оказывая вредное воздействие на них в течение длительного периода времени.

К основным негативным факторам влияния биогаза на окружающую среду, образуемого на полигоне, можно отнести следующие:

1.                  Токсическое воздействие вследствие возможного содержания в газе токсичных примесей;

2.                  Миграция газа в грунте приводит к попаданию его в подвалы зданий, коллекторы и др. подземные коммуникации;

3.                  Скопления смесей горючего газа и воздуха взрывоопасно;

4.                  Основные компоненты биогаза ТБО, метан и диоксид углерода, в конечном итоге ведут к глобальному повышению температуры во всем мире;

5.                  Постепенное накопление газа в толще отходов приводит к образованию локальных полостей, которые создают опасность просадки грунта и очагов возгорания в теле свалки при поступлении воздуха извне, особенно в теплое время года.

Приведенный выше перечень негативных факторов влияния биогаза на окружающую среду свидетельствует о необходимости проведения мероприятий по борьбе с эмиссией биогаза [7, с.98–102].

Существует огромное разнообразие технологий по минимизации негативного воздействия на окружающую среду свалочного биогаза. Сложность и многообразие процессов происходящих на полигонах затрудняет выбор наиболее оптимальной технологии по эмиссии биогаза. Наиболее перспективной для РК может стать система по дегазации биогаза на полигоне.

Система по дегазации биогаза на полигоне состоит из следующих технологических составляющих:

-          Сеть специально оборудованных скважин;

-          Горизонтальные газопроводы для транспортировки биогаза от скважин до газосборных пунктов;

-          Газосборные пункты;

-          Магистральные газопроводы для перемещения биогаза от газосборных пунктов к установке утилизации.

Биогаз по газопроводам поступает в газосборные пункты, откуда магистральными трубопроводами большего диаметра транспортируется к компактной установки дегазации. Компактная установка дегазации предназначена для постоянного контроля за количеством и качеством биогаза.

Различают два вида дегазации: пассивная и активная дегазация.

Пассивную дегазацию свалок применяют редко, так как этот метод недостаточно эффективен и требует высокой степени изоляции свалки.

При активной дегазации используют средства, обеспечивающие высококачественный отсос биогаза и предотвращающие его утечку.

Эффективная дегазация возможна при обеспечении: существенного разрежения в толще свалки, сведении до минимума подсоса воздуха, стабильности работы сооружения в течение длительного времени, наличии достаточных мощностей по отводу газа.

Применение данной системы для эмиссии биогаза позволит:

-          Значительно повысить безопасность полигонов за счет предотвращения возникновения пожаров, вызванных возгораниями в толще отходов;

-          Сократить количество опасных токсичных (в том числе канцерогенных) органических соединений (ароматических углеводородов, формальдегида, диоксидов и т. д.), поступающих в атмосферный воздух с поверхности полигонов;

-          Улучшить в целом экологическую обстановку в окрестностях полигонов.

В большинстве стран мира добыча свалочного газа на полигонах растет. Таким образом, развитие технологий добычи и использования биогаза может стать перспективным для РК, как с экологической, так и с экономической точки зрения.

Литература:

1.                  Катрин де Сильги «История мусора от средних веков до наших дней». Москва «Текст» 2011 год, стр.7–13.

2.                  Промежуточный отчет о научно-исследовательской работе за 2012 год по теме «Разработка научных основ совершенствования технологии переработки твердых бытовых отходов». Исп.: Н. Ж. Муслимов, Н. С. Серикбаев, Р. И. Абилхадирова, С. Т. Жакупаева, И. А. Шеффинг –Астана 2012 год, стр.21.

3.                  www.stat.kz

4.                  Информационно — аналитический отчет по контрольной и правоприменительной деятельности экологической инспекции по г. Алматы за I — полугодие 2011 года Комитета экологического регулирования и контроля Министерства охраны окружающей среды Республики Казахстан. Алматы 2011 год, стр.13–14.

5.                  Решение Акима Карасайского района за № 10–1077 от 23.10.2009 года.

6.                  В. И. Коробко, В. А. Бычкова «Твердые бытовые отходы». Москва 2012 год, стр.79–86.

7.                  Статья Л. П. Грибановой, В. Н. Гудковой «Зоны влияния полигонов: экологическая реабилитация». Каталог «Все об отходах» журнала «Твердые бытовые отходы». Москва, 2012 год, стр.98–102.