МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПРИРОДООБУСТРОЙСТВА

 

 
"РОЛЬ ПРИРОДООБУСТРОЙСТВА В ОБЕСПЕЧЕНИИ УСТОЙЧИВОГО ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ И РАЗВИТИЯ ЭКОСИСТЕМ "
 
(МАТЕРИАЛЫ МЕЖДУНАРОДНОЙ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКОЙ КОНФЕРЕНЦИИ)
 
Москва 2006

УДК 631.6

ВЫБОР ТЕХНОЛОГИИ РЕКУЛЬТИВАЦИИ ГОРОДСКИХ ЗЕМЕЛЬ, ЗАНЯТЫХ

НЕСАНКЦИОНИРОВАННЫМИ СВАЛКАМИ

 

И.А.Соломин – к.т.н., О.Ф. Неглядюк – к.биол.н., О.А. Домаркене

ООО «НИиПИ экологии города», г. Москва, Россия

 

Прирост городского населения, изменение структуры потребления и развитие промышленности привело к значительному увеличению количества бытовых и промышленных отходов в крупных городах, которые, при неправильном сборе, несвоевременном удалении и неудовлетворительном обезвреживании, наносят большой ущерб санитарному состоянию населенных мест,  вызывая загрязнение воздуха, почвы, водоемов и подземных вод, а также увеличению площади нарушенных  территорий, то есть таких, которые не могут в дальнейшем быть использованы без специальных работ по их восстановлению  (рекультивации).

Образование  отходов в экономике России составляет 3,4 млрд т/ год, в том числе 2,6 млрд т/год промышленные отходы, 700 млн т/год жидкие отходы птицеводства и животноводства, 35-40 млн т/год твердые бытовые отходы (ТБО), 30 млн т /год осадки очистных сооружений. Средний уровень их использования составляет около 26 %, в том числе промышленные отходы перерабатываются на 35 %, ТБО на  3-4 %, остальные отходы практически не перерабатываются [1]. В результате низкого уровня использования продолжается накопление отходов в природной среде. Согласно оценкам НИЦПУРО объемы накопления неиспользуемых отходов достигли 80-90 млрд т.

Выбор оптимального метода и технологии обезвреживания и переработки отходов определяется, прежде всего, необходимостью решения проблемы охраны окружающей среды, охраной здоровья населения и социальными аспектами, а также экономической эффективностью и рациональным использованием земельных ресурсов. Но из-за несовершенства развития городских систем управления отходами в Российской Федерации захоронение отходов производства и потребления является наиболее широко практикуемым способом размещения отходов, и которое порождает массу экологических и санитарно-гигиенических проблем. Однако, не смотря на это, в ближайшем будущем захоронение будет оставаться наиболее распространенным методом.

В РФ до последнего времени при организации мест захоронения отходов основную роль играли факторы, учитывающие сиюминутную экономию средств при строительстве и эксплуатации, поэтому большинство мест захоронения были расположены на неиспользованных землях, в отработанных карьерах по добыче минеральных грунтов, поймах рек, вблизи или в черте населенных пунктов. Отходы складировались на неподготовленную территорию (с точки зрения инженерной подготовки) и, как правило, организовывались без какого-либо предварительного обоснования, полностью отсутствовали инженерно-экологические проработки по определению их негативного воздействия на окружающую среду. В последние годы высокая стоимость захоронения отходов на городских полигонах и существенные расходы на транспортировку мусора также способствовала образованию большого количества несанкционированных свалок, как в городской черте, так и в пригородных зонах городов.

Согласно ГОСТ 17.5.1.01-83 нарушенными землями, требующие рекультивации являются земли, утратившие в связи с их нарушением первоначальную хозяйственную ценность и являющиеся источником отрицательного воздействия на окружающую среду. Типичными представителями нарушенных городских земель и одним из неблагоприятных факторов, воздействующих на окружающую среду являются несанкционированные свалки отходов производства и потребления.

Все несанкционированные городские свалки следует различать по способу их образования:

I тип – свалки (погребенные), образованные как территории централизованного вывоза отходов в течение нескольких лет и преимущественно приурочены к местам расположения бывших карьеров. Они имеют постоянные границы и относительно большие объемы и площади;

II тип – свалки, образованные как несанкционированные при стихийном и эпизодическом вывозе мусора. Такие свалки, как правило, периодически возникают и ликвидируются по всей территории города [2].

Проблема загрязнения городских территорий отходами потребления и производства является как экологической, так и социальной, поскольку территории, занятые несанкционированными свалками весьма перспективны для использования в целях городского хозяйства (организация рекреационных зон, жилая застройка). Особо трудно разрешимую задачу для городского хозяйства составляют несанкционированные (погребенные) свалки I типа. Эти свалки были организованны несколько десятилетий назад в границах городских территорий для централизованного вывоза мусора, на участках расположения бывших карьеров и в долинах рек. Свалки имеют постоянные границы и относительно большие объемы и площади. Как правило, их поверхность перекрыты минеральными грунтами, зарослями трав, кустарников и деревьев.

Погребённые несанкционированные свалки представляют серьезную опасность, так как существенно влияют на все компоненты окружающей среды и являются мощным загрязнителем атмосферного воздуха (метан, сернистый газ и др.), почвы, поверхностных и грунтовых вод (тяжелые металлы, растворители, полихлорбифенилы диоксины, инсектициды и др.). Компоненты природной среды вблизи свалок загрязняются на расстоянии до 1,5 км [3, 4, 5].

Наличие на свалках органических отходов приводит к образованию очагов размножения грызунов и насекомых и способствует обострению эпидемиологической обстановки в городе. Большую опасность представляет выделение метана, способного самовозгораться и накапливаться в пониженных частях рельефа, инженерных коммуникациях и техподпольях до пожаро-взрывоопасных концентраций.

Из мировой практики известно, что комплексной проблемой несанкционированных свалок впервые стали заниматься в США в 1978 году. Были изучены фондовые материалы, проведена их систематизация и оценка. В процессе проделанной работы было определено потенциальное количество несанкционированных свалок, содержащих опасные отходы.

Для оценки риска или возможного воздействия загрязненной территории на окружающую среду в США используют систему ранжирования опасности (СРО) [6]. При этом рассматриваются три категории опасности: 1) миграция загрязняющих веществ за пределы свалки; 2) пожаро- или взрывоопасность; 3) прямой контакт, опасный для здоровья.

После установления критериев приступают к анализу конкретных альтернативных методов рекультивации и обезвреживания несанкционированной свалки.

Независимо от конкретных условий, способы и решения по обезвреживанию и рекультивации старых мест захоронения должны быть основаны на общепринятых инженерных принципах. Возможным выходом из ситуации может быть решение, удовлетворяющее экологическим требованиям с учетом социальных и экономических ограничений. Важную роль также играет адаптация существующих методов и использование инновационных подходов.

Существующая общепринятая методика обезвреживания свалки, включает следующие этапы:

определение степени опасности свалки;

оценка альтернативных вариантов;

разработка технологии обезвреживания и рекультивации.

Для определения степени негативного воздействия свалки на окружающую среду проводятся инженерные и инженерно-экологические изыскания. До недавнего времени изыскания на территориях, занятыми несанкционированными свалками, для обоснования проектных решений по их подготовке к строительству проводились в соответствии с требованиями глав нормативных документов: СНиП 11-02-96 [7], СП 1-105-97 [8], СП 11-102-97 [9], которые разработаны для изучения экологически чистых территорий и не совсем объективно отражают специфические условия опасного объекта.

В целях освоения городских территорий занятых несанкционированными погребенными свалками по поручению Департамента природопользования и охраны окружающей среды г. Москвы был разработан нормативный документ ТСН 11-301-2005 [10], в котором установлены требования к проектно-изыскательским и строительным работам по их рекультивации.

В соответствии с ТСН 11-301-2005 перед началом работ по освоению территории, занятой несанкционированной свалкой, необходимо определить степень негативного воздействия данной свалки на природную среду, как на период проведения строительных работ, так и на период последующей эксплуатации возводимого объекта. Для этого на территории занятой несанкционированной свалкой проводятся инженерные и инженерно-экологические изыскания.

По результатам изысканий должно быть выполнено:

районирование территории свалки по морфологическому составу отходов;

районирование свалки и прилегающих площадей по степени загрязненности вредными веществами подземных и поверхностных вод, почвогрунтов, донных отложений, растительности;

районирование свалки по газохимическому загрязнению;

выделение участков с повышенной радиоактивностью;

выделение участков бактериального загрязнения, с повышенным содержанием яиц гельминтов, колониями крыс и мух;

рекомендации по способам рекультивации;

рекомендации по способам инженерной защиты прилегающих территорий в период рекультивации;

рекомендации по организации экологических режимных наблюдений в процессе рекультивации;

рекомендации по способам инженерной и санитарной защиты прилегающих территорий и населения в период производства работ по рекультивации.

Следующим шагом после обозначения проблемы является выбор метода обезвреживания и рекультивации свалки.

Все методы рекультивации и обезвреживания территорий, занятых несанкциониро-ванными погребенными свалками можно разделить на три основные группы:

1) извлечение, удаление и надежное захоронение;

2) уничтожение на месте;

3) фиксация загрязнителей на месте.

Каждый метод обладает определенными достоинствами и недостатками с точки зрения надежности принимаемых мер и финансовых издержек и должен быть оценен с учетом конкретной ситуации, наличия ресурсов и материалов, условий окружающей среды, характера химических веществ, соответствующих нормативных документов и затрат.

Технические решения по рекультивации несанкционированных свалок принимаются в зависимости от функционального назначения и использования территории после рекультивации. Эти условия определяют объем работ при рекультивации с учетом всех неблагоприятных факторов, сопутствующих свалкам (с полным или частичным удалением техногенного грунта, заменой нормативно чистым грунтом, перекрытием без удаления  и др.).

Гражданское строительство (жилые здания, детские и лечебно-профилактические учреждения) на территории свалки без вывоза техногенного грунта не допускается. Жилищное строительство может быть разрешено только после достижения в результате рекультивации нормативных значений показателей загрязненности грунтов и атмосферы.

Мероприятия по обезвреживания и рекультивации свалок зависят от конкретных условий. В самом простом случае, небольшую свалку можно удалить экскаватором и перевезти отходы на лицензированный полигон (извлечение, удаление и надежное захоронение). В худшем случае, для решения проблемы можно предусмотреть устройство дорогостоящего финального покрытия в сочетании с интенсивными мероприятиями по управлению фильтратом и свалочным газом (фиксация загрязнителей на месте).

Особое внимание следует уделить наиболее перспективному методу рекультивации старых захоронений получившему широкое применение в последнее время - эскалация свалочных тел с последующей их переработкой (LMFR) (уничтожение на месте). Метод представляет собой организованную выемки свалочного грунта и его последующую переработку. Метод может использоваться как способ ликвидации старых захоронений, а также неудачно спроектированных или неэффективно функционирующих полигонов, которые не отвечают требованиям охраны окружающей среды и здоровья населения [11]. Технология LMFR варьирует от маломощных систем с интенсивным использованием ручного труда до высоко производительных механизированных сортировочных систем. В высокопроизводительных системах (производительностью от 50 до 100 т/час извлекаемого материала), используют серию механических, либо комбинированных ручных и механических систем выемки и сортировки отходов.

При работе с использованием высокотехнологичных систем LMFR широко используются экскаваторы, грохоты, сепараторы, дробилки и конвейеры. В низкопроизводительных системах, как правило, используют ограниченное и очень простое оборудование (например, грохоты), а также ручной труд. Независимо от технического уровня все эти системы имеют общую черту – мобильность, то есть легкость перемещения на новый участок после завершения выемки отходов и их сортировки

Применение метода LMFR перспективно по следующим причинам:

1) выемка, сортировка и последующая переработка извлекаемых вторичных материалов позволяет превратить свалку в чистую территории, для последующего хозяйственного использования;

 2) проводится рекультивация экологически опасных свалок путем выемки и сортировки  с получением вторичного сырья для последующей переработки. 

Количество и характеристики фракций вторичных материалов (потоков), образуемых в процессе применения методики LMFR, зависят от: 1) физико-химических свойств вынутого материала; 2) эффективности используемой технологии разработки свалки; 3) эффективности применения технологии.

По имеющейся информации и на основании предположения, что извлекаемый материал достаточно стабилен, а механическая сортировка достаточно эффективна, регенерация вторичных ресурсов может составлять 30-70 % вынутой массы отходов.

При наличии ряда вариантов, для определения оптимального, необходимо провести краткую их оценку на предпроектной стадии. Затем можно сравнить отобранные варианты для выявления окончательного.

После выбора и описания приемлемых вариантов, необходимо составить список преимуществ и недостатков, а также сметную стоимость работ, составленную по укрупненным показателям.

Отобранные варианты обезвреживания и рекультивации составляют основу для разработки проектных решений. Каждый из вариантов представляет серию мероприятий, направленных на достижение поставленной задачи.

Принятые по вариантам проектные решения должны обеспечить максимальную охрану здоровья населения и защиту окружающей среды.

Принятие проектных решений во многом зависит от экономических факторов Важно установить имеющийся предел и источники финансирования для инвестиционного проекта. После того как «допустимый» предел установлен, можно разрабатывать конкретные проектные решения по рекультивации и обезвреживанию свалки.

В проекте необходимо установить соотношение капитальных и эксплуатационных затрат, а также источники и сроки поступления финансовых средств.

Выбор окончательного варианта будет зависеть от местных условий (наличия местных строительных материалов, строительной техники, степени освоения технологии).

При оценке и сравнении различных вариантов необходимо учитывать ряд следующих факторов:

техническое обоснование предлагаемого варианта рекультивации и ликвидации свалки;

капитальные и эксплуатационные расходы;

надежность/прошлый опыт/риск;

кратко- и долгосрочное экологическое воздействия на окружающую среду;

влияние строительства на окружающую среду;

возможность дальнейшего использования участка;

оценка эффективности инвестиционного проекта,

соответствие требованиям законодательства;

эстетические факторы.

При определении эффективности инвестиций каждого варианта необходимо учитывать инфляцию и процент по кредиту.

 

Библиографический список

 

1.         Девяткин В.В., Дюкин В.А., Гаев Ф.Ф., Шканов С.И., Черняго В.А. О необходимости создания в России системы вторичных ресурсов. – М.: НИЦПУРО, 2002.

2.         ТСН 11-301-2004 «Положение о порядке проведения работ по рекультивации несанкционированных свалок в г. Москве».  – М., 2004.

3.         Труфанов А.А., Трушин Б.В., Новаковский Б.А., Расторгуев А.В., Просолов С.В., Просолова А.И. Воздействие полигона ТБО «Тимохово» на окружающую среду. //Экология и промышленность России. 1977. С. 16-21.

4.         Грибанова Л.П., Вовк Л.А. Влияние полигонов ТБО на природную среду. ЖКХ № 1. 1989. С. 33-34.

5.         Грибанова Л.П., Зайцев А.С. Оценка геохимических изменений геологической среды на полигонах твердых бытовых отходов. //Инженерная геология. 1990. №1. С. 54.

6.         Доусон Г., Мерсер Б. Обезвреживание токсичных отходов. – М.: Стройиздат, 1996.

7.         СНиП 11-02-96. «Инженерные изыскания для строительства. Основные положения».

8.         СП 1-105-97 «Инженерно-геологические изыскания для строительства».

9.         СП 11-102-97 «Инженерно-экологические изыскания для строительства».

10.   ТСН 11-301-2005 «Положение о порядке работ по рекультивации несанкционированных свалок в г. Москве», г. Москва.

11.   Von Stein, E.L. and G.M. Savage «Evaluation of the Collier County, Florida Landfill Mining Demonstration», EPA/6oo/R-93/i63 (NTIS PB94-II4824), U.S. EPA, Cincinnati, Ohio, September 1993.