CC BY-ND
39
шлш(ш)
37
НАУЧНАЯ АРГУМЕНТАЦИЯ СХЕМЫ ЭКОЛОГО-ГИГИЕНИЧЕСКОЙ ОЦЕНКИ ФУНКЦИОНИРУЮЩИХ ПОЛИГОНОВ ТБО
Н.И. Латышевская1, Т.А. Бобунова2
'Волгоградский государственный медицинский университет, г. Волгоград, 2ФГУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Волгоградской области», г. Волгоград
Разработанная схема эколого-гигиенической оценки функционирующего полигона твердых бытовых отходов включает в себя: оценку региональных особенностей в районе функционирования полигона (климатических, геологических, гидрогеологических); эколого-гигиеническую оценку функционирующего полигона ТБО; гигиеническую оценку объектов окружающей среды в районе эксплуатации полигона ТБО (атмосферного воздуха, поверхностных и подземных вод, почвы); эколого-токсикологическую оценку ТБО на исследуемом полигоне.
The elaborated scheme of ecological and hygienic assessment of operating RSW landfills includes: evaluation of regional peculiarities in the functioning area of a landfill (climate, geological, hydrogeological features), ecological and hygienic assessment of an operating RSW landfill, hygienic evaluation of environmental objects in the functioning area of a landfill (air, surface and underground waters, soil), ecological and toxicological assessment of residential solid waste on landfills.
Одной из актуальных гигиенических проблем современности является обращение с отходами производства и потребления, которых в России накопилось более 80 млрд т при ежегодном образовании 30 млн т твердых бытовых (ТБО) и 120 млн т промышленных отходов (ПО). В повторный оборот вовлекаются 3— 15 % ТБО. Основным способом обезвреживания твердых бытовых отходов является складирование на полигонах. Ежегодно под организацию полигонов в нашей стране выделяется 10 тыс. га земли [2, 4].
В Волгоградской области ежегодно 86— 88 % отходов производства и потребления (ОПиП) складируется на полигонах и свалках. Образующиеся ОПиП размещаются на 446 полигонах, общей площадью 1,463 тыс. га. При этом подавляющее большинство объектов по захоранению отходов не имеет проектной документации, противофилырационных покрытий, обваловки полигонов. Объекты размещения ТБО не охраняются, не ведется учет поступающих отходов. Территории свалок и полигонов являются источниками вторичного загряз-
30 ЗУивб ШИШ (102)
нения сопредельных сред: атмосферного воздуха, почвы, поверхностных и подземных вод. В результате этого загрязнения возможно негативное воздействие отходов и продуктов их трансформации на здоровье человека. В этой связи чрезвычайно важным является изучение эколого-гигиенического риска полигонов и разработка мер по предупреждению их вредного влияния на окружающую среду.
Требования СП 2.1.7.1038—01 регламентируют разработку программы производственного контроля (ППК), предусматривающей создание системы мониторинга. Главной задачей мониторинга является контроль эмиссий на полигоне ТБО с целью минимизации их воздействия на окружающую среду. Основными объектами мониторинга в местах обезвреживания и захоронения отходов являются атмосферный воздух, поверхностные и подземные воды, почва [1, 5]. Считаем, что при изучении воздействия функционирующего полигона на окружающую среду необходимо проводить и санитарно-токсикологи-ческую оценку полигона ТБО. Для разработки санитарно-защитных мероприятий по предупреждению негативного воздействия полигона на окружающую природную среду и здоровье населения необходимо учитывать климатические, геологические, гидрогеологические условия региона.
Комплексная эколого-гигиеническая оценка функционирующего полигона твердых бытовых отходов с учетом региональных особенностей включает в себя: оценку климатических, геологических, гидрогеологических особенностей в районе функционирования полигона; эколого-гигиеническую оценку функционирующего полигона ТБО; гигиеническую оценку объектов окружающей среды в районе эксплуатации полигона ТБО (атмосферного воздуха, поверхностных и подземных вод, почвы); эко-лого-токсикологическую оценку ТБО на исследуемом полигоне.
Данная схема комплексной эколого-гиги-енической оценки эксплуатации полигона ТБО была опробована на примере полигона твердых бытовых и промышленных отходов «Центральный». Основной объем образующихся в г. Волгограде отходов (79,8 %) размещается на территории «Центрального» полигона. Исследование проводилось с 2005 по 2007 гг.
Оценка климатических, геологических, гидрогеологических особенностей в районе функционирования полигона проводилась с использованием данных Комитета Гидромете-
орологии г. Волгограда и Комитета охраны окружающей среды г. Волгограда.
Климат г. Волгограда характеризуется значительной континентальностью (зимой температура воздуха достигает 30—35 °С ниже нуля, летом — 40—45 °С выше нуля, на почве — до 70 °С), высокой интенсивностью солнечной радиации, шквальными ветрами. Знойное лето усиливает процессы химического и биологического разложения соединений, входящих в состав отходов, способствует образованию токсичных веществ в жидкой и коллоидной форме. Образующиеся опасные вещества поступают в фильтрационные воды полигона и с ними в подземные и поверхностные водоисточники. Кроме того, повышение температуры в летние месяцы является главной причиной пожаров на полигонах ТБО, вследствие которых образуется комплекс высокотоксичных соединений.
В геологическом и гидрогеологическом строении исследуемого района наблюдаются явления просадки, плоскостного смыва, близость к поверхности грунтовых вод, подтопление.
Вышеперечисленные климатические, геологические, гидрогеологические особенности региона диктуют необходимость разработки мероприятий, направленных на предотвращение опасного влияния полигона на окружающую среду и здоровье населения.
Полигон «Центральный» располагается в окрестностях населенного пункта — х. Овражный. Его общая площадь — 51 179 м2. На полигон ТБО ежегодно поступают примерно 250 тыс. т твердых бытовых отходов.
Морфологический состав принимаемых твердых бытовых отходов и обезвреженных медицинских отходов разнообразен: бумага и картон (37 %), пищевые отходы (30,6 %), древесина (1,9 %), металлы (3,8 %), текстиль (5,4 %), кости (1,1 %), стекло (3,7 %), кожа и резина (0,5 %), камни и керамика (0,8 %), искусственные материалы, в основном полиэтилен (5,2 %), прочие фракции (батарейки, лом свинцовых аккумуляторов и др.) (10 %).
Санитарно-гигиенический анализ деятельности полигона «Центральный» осуществлялся в соответствии с СП 2.1.7.1038—01.
В процессе работы выявлено, что функционирующий полигон в основном соответствует требованиям СП 2.1.7.1038—01: имеются оградительный вал и траншея, водоотводная канава, железобетонные покрытия хозяйственной зоны и подъездных дорог, сетчатые ограждения в местах складирования и захоронения
Ш1Ш(1Ю)
отходов, выполняется программа производственного контроля.
Однако полигон не имеет экрана из механически прочного изоляционного полимерного материала и пруд-испаритель, в который собирался бы фильтрат, не всегда соблюдается технология промежуточной изоляции захораниваемых отходов. Осуществленный мониторинг функционирования других полигонов Волгоградской области показал, что выявленные дефекты являются типичными. Все вышеперечисленные нарушения усугубляются климатическими, геологическими, гидрогеологическими особенностями региона. Летом температура воздуха доходила до 45,0 °С, на почве — более 70,0 °С, что усиливало испарение вредных веществ и создавало опасность пожаров, а недостаточность геологического барьера и про-садочные процессы грунтов способствовали загрязнению грунтовых вод.
Гигиеническая оценка атмосферного воздуха, почвы, подземных и поверхностных вод проводилась по показателям, перечисленным в СП 2.1.7.1038—01. Пробы отбирались ежеквартально. Исследования проб проводились согласно утвержденной нормативной документации. Все методики выполнения измерений аттестованы в соответствии с требованиями ГОСТ Р 8.563. Результаты лабораторных исследований сравнивались с ПДК, указанными в гигиенических нормативах и СанПиН.
При проведении гигиенической оценки атмосферного воздуха в районе функционирования полигона ТБО, пробы отбирались в зоне дыхания в санитарно-защитной зоне: в 10, 50 м от полигона, и свыше 500 м (центр х. Овражный) с подветренной стороны свалки.
При исследовании всех проб воздуха, отобранных в 2005—2007 гг., нами было выявлено превышение гигиенического норматива по пыли в атмосферном воздухе. При этом на расстоянии 10 м от полигона превышение ПДК наблюдалось в 3,7—18,0 раз, а в центре х. Овражный — в 2,5—2,8 раз. Это подтверждает, что источником загрязнения атмосферного воздуха является функционирующий полигон ТБО.
Почти во всех проанализированных пробах выявлено повышенное содержание меркаптана (в 5,1—900,0 раз), диоксидов азота (в 1,7— 15,3 раз) и серы (в 1,3—17,6 раз). Эти соединения являются продуктами разложения захораниваемых отходов и их концентрации в воздухе на расстоянии 10 м от полигона значительно выше, чем в центре х. Овражный.
В пробах воздуха, отобранных вблизи полигона, обнаружено содержание ряда компонентов выше санитарных нормативов: оксида углерода — основного продукта аэробного разложения органических соединений (в 1,3 раза), и сероводорода (в 237,5—381,3 раза). Аммиак, в концентрациях превышающие гигиенический норматив, обнаружен как на расстоянии 10 м отполигона (в 3,75—238,5 раз), таки в воздухе х. Овражный (в 3,5—5,0 раз).
Практически во всех пробах воздуха, отобранных в 2005—2007 гг., как в непосредственной близости от полигона, так и в центре населенного пункта, определяется превышение гигиенических нормативов по содержанию четы-рёххлористого углерода (в 1,5—3,6 раза), формальдегида (в 2,6—110,0 раза) и фенола (в 1,6— 50,0 раза). Сопоставляя уровни содержания вышеперечисленных веществ и их номенклатуру, можно сделать вывод, что большинство этих веществ мигрируют из отходов и являются продуктами их биологического разложения. Максимально высокие уровни содержания вышеназванных веществ наблюдались на расстоянии 10 м от свалки и с увеличением расстояния от источника загрязнения уровни содержания веществ в воздухе снижаются. Следовательно, они являются либо продуктами разложения отходов на полигоне, либо составными компонентами захороненных отходов и попадают в атмосферный воздух в результате воздушно-миграционных процессов.
Почвенный покров также является важнейшим компонентом природной среды, испытывающим заметное антропогенное воздействие в зоне захоронения отходов.
Образцы почвогрунтов для исследования отбирались на границе х. Овражный, в СЗЗ, на границе рабочей карты со стороны х. Овражного.
Мониторинг почвенного покрова в течение 3-х лет показал, что фактическое содержание таких веществ как свинец, цинк, медь, никель, кадмий, ртуть, мышьяк, нитраты, ГХЦГ и ДЦТ в почвогрунтах на самом полигоне, в санитар-но-защитной зоне места захоронения и на границе населенного пункта не превышает значений ПДКп этих соединений.
Полигоны оказывают негативное воздействие на все составляющие окружающей среды, но в большей степени подвержена их влиянию водная среда. Т. к. изучаемый нами полигон не имеет полимерного противофильтраци-онного экрана и завершенной системы сбора
40
ШИШ (102)
фильтрата, то происходит загрязнение поверхностных и грунтовых вод в результате фильтрации атмосферных осадков через толщу отходов. Риск загрязнения увеличивают геологические и гидрогеологические особенности территории.
Полигон «Центральный» расположен в средней части Каменной балки, идущей с севера и соединяющейся с балкой Мокрая Ме-чётка по рельефу местности, ниже х. Овражный. Пробы отбирались из поверхностных водоисточников: в балке Мокрая Мечётка у х. Овражный до слияния с поверхностными водами со стороны полигона; в балке Мокрая Мечётка, в 50 м после слияния с поверхностными водами полигона.
Сравнивая результаты анализов воды из поверхностных водоисточников балки Мокрая Мечётка до их слияния со стоком с полигона и после этого за 3 года наблюдений, можно констатировать повышенную в 1,3—1,8 раза минерализацию и большое содержание ионов магния (в 1,03—1,30 раза). Следует отметить, что оба показателя выше в пробах воды, отобранных в балке Мокрая Мечётка ниже полигона.
В поверхностных водах в балке Мокрая Мечётка до слияния со стоком с полигона в разные годы наблюдения обнаруживалось повышенное содержание хлоридов (в 1,2 раза в
2005 г., в 1,5 раза в 2007 г.), железа (в 1,2 раза в
2006 г.), лития (в 2,4 раза в 2006 г, в 2,2 раза в
2007 г.).
Поверхностные воды балки Мокрая Мечётка после слияния с водами полигона имели превышение ещё по ряду показателей: в 2005 г. сульфат-анионов (в 1,09 раза), железа (в 1,5 раза); в 2006 г. хлорид-аниона (в 1,03 раза), железа (в 1,6 раза), лития (в 2,8 раза); в 2007 г. хлоридов (в 1,5 раза), лития (в 2,3 раза).
Высокая минерализация, выявленная во всех пробах поверхностных вод, создается хлоридами, сульфатами, ионами натрия, калия, аммония. Их проникновение в водоносные горизонты может нарушить экологическое равновесие водоемов и изменить эвтрофикацию [2].
Сопоставляя повышенные (выше ПДКвв) уровни содержания магния, железа и лития в пробах воды из поверхностных водоисточников до слияния со стоками с полигона и после, следует отметить, что концентрации возраста-
Схема 1. Схема эколого-гигиенической оценки функционирующего полигона ТБО
Наименование блока исследований Наименование этапа Задачи этапа Гигиенические показатели, используемые при оценке
Санитарно-гигиенический 1. Предварительный Санитарно-гигиенический анализ полигона ТБО с учетом региональных особенностей СП 2.1.7.1038-01
2. Оценка воздушно-миграционной опасности Определение концентрации токсичных веществ в воздухе ПЩС,™ в.
Мониторинг объектов окружающей среды 3. Оценка миграции вредных веществ на почвенные покровы Определение концентрации токсичных веществ в поверхностном слое грунта пдкп
4. Оценка водно-миграционной опасности Определение концентрации токсичных веществ в поверхностных и грунтовых водах пдкв.в.
Выводы по гигиенически безопасному функционированию полигона ТБО
шишою)
41
ют. Анализируя результаты, можно констатировать повышенное содержание водорастворимых солей: сульфатов, хлоридов, что свидетельствует об их поступлении в водоёмы со сточными водами полигона.
В соответствии с требованиями СП 2.1.7.1038—01, для контроля грунтовых вод на полигоне ТБО предусмотрена сеть наблюдательных скважин: одна — на территории производственного комплекса, выше карт захоронения; две — ниже полигона, на территории СЗЗ (условно грязные); одна (фоновая) — выше полигона, на территории СЗЗ.
Все пробы грунтовых вод за 2006—2007 гг., также как поверхностные, характеризуются повышенной минерализацией воды (увеличение от 1,1 до 2,4 раза), которая объясняется высоким содержанием сульфатов и хлоридов, а также систематическим превышением концентраций железа (в 2,9—341,7 раза) и лития (в 1,1—4,7 раза). Причем если содержание железа в грунтовых водах ниже полигона стабильно выше «фоновых» значений (что можно объяснить вымыванием элементов из металлсодержащих отходов), то обнаруженный на одном уровне литий свидетельствует об общем высоком уровне содержания этого элемента в водах исследуемого региона.
В большинстве проб грунтовых вод, также как и поверхностных, определено превышение по содержанию ионов магния (в 1,1—2,9 раза), что говорит о высоком фоновом уровне содержания этого элемента.
Повышенная минерализация подземных вод и высокие уровни (больше ПДКвв) содержания в них хлоридов, сульфатов, магния, лития и железа, характерные для всех проб, отобранных из скважин и колодца, позволяют предположить их поступление не только с полигона, но и из других источников.
Данные, полученные в ходе санитарно-хи-мических исследований отобранных проб воздуха, почвы, воды, подтверждают, что полигон является объектом, оказывающим негативное
опасное воздействие на окружающую природную среду (воздух и водоемы).
В ходе проведения эколого-токсикологи-ческого эксперимента выявлено, что твердые бытовые отходы, захораниваемые на исследуемом полигоне, можно отнести к IV классу опасности — малоопасным химическим веществам, не оказывающим раздражающего действия на кожу и слизистые оболочки глаз теплокровных животных, не влияющие негативно на проростки высших растений, но оказывающие токсическое действие на гидробион-ты. Они могут являться вероятностным источником поступления металлов в окружающую среду в результате водной миграции железа, кадмия, свинца.
Экспериментальный материал, полученный при выполнении настоящей работы, позволил обосновать методическую схему эколого-гиги-енической оценки функционирующего полигона ТБО (схема 1). Разработанная схема может быть использована при корректировке ППК.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Беляева Ю.Л. Мониторинг полигонов захоронения твердых бытовых отходов //Поволжский экологический вестник. Волгоград, 2004. Вып. 10. С. 224-250.
2. Гумарова Ж.Ж., Русаков Н.В. О санитарно-эпидемиологической опасности твердых бытовых отходов //Гиг. и сан., 2006. № 1. С. 64-66.
3. Капустин О.С. Управление отходами производства и потребления в г. Волгограде //Современные проблемы утилизации отходов: Мат. конф. Волгоград, 2007. С. 7—12.
4. Русаков Н.В., Короткова Г.И., Стародубов А.Г., Карцева Н.Ю., Шемякина Ю.В. Эко-лого-гигиенический риск опасности отходов производства и потребления //Гиг. и сан., 2006. № 5. С. 65-67.
5. СП2.1.7.1038—01 «Гигиенические требования к устройству и содержанию полигонов для твердых бытовых отходов». М.: ФЦ ГСЭН МЗ РФ, 2001,- 16 с.
