Рекультивация несанкционированных свалок и полигонов ТБО

Содержание

Введение 3

1. Рекультивация несанкционированных свалок и полигонов ТБО 5

1.1. Выбор технологии рекультивации городских земель, занятых несанкционированными свалками. 5

1.2. Метод рекультивации полигона 11

1.3. Ориентировочные данные по рекультивации полигонов ТБО 12

2. Нормативно-правовое регулирование в области рекультивации несанкционированных свалок и полигонов ТБО 15

2.1. Нормативно-правовые документы и правовые документы, регламентирующие обращение с твердыми бытовыми отходами 15

2.2. Нормативно-правовая база в части обустройства и содержания полигонов ТБО 19

2.3. Проблемы природоохранного законодательства  в области обращения с отходами 20

2.4. Нормативно-технические документы регулирующие вопросы, связанные со сбором и использованием свалочного газа на территории Российской Федерации 21

2.5. Принцип системного подхода управления отходами 26

2.6. Нормативно-технические документы регулирующие вопросы, связанные со сбором и использованием свалочного газа на территории  Московской области 29

2.7. Международное сотрудничество 31

Заключение 34

Используемая  литература 35

Введение

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 млнт /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.

Значительный ущерб природной  среде наносят карьеры по добыче минерального грунта и нерудных материалов. Общая их площадь составляет около 180 тыс. га. Большая часть нарушенных земель приходится на предприятия цветной  металлургии, сельского хозяйства, торфяной, нефтедобывающей и угольной промышленности.

Из-за несвоевременного проведения рекультивации нарушенных земель снимаемый  плодородный слой почвы используется не полностью, объемы его складирования  увеличиваются. Так, уже заскладировано 143922,7 тыс. м³ плодородного слоя почвы.

Нарушенные земли в  результате промышленной деятельности человека должны восстанавливаться  своевременно и с надлежащим качеством. Восстанавливают нарушенные земли, проводя рекультивацию в несколько  этапов. При этом выделяют мероприятия  по восстановлению плодородия или улучшению  качества верхнего слоя почвы, устранению вредного воздействия токсичных  пород и отходов на окружающую среду, обеспечению требуемых режима и состава поверхностных и  подземных вод, а также по обеспечению  инженерной защиты объектов рекультивации  от эрозии, подтопления, затопления, засоления  и т д.

Проведение восстановительных  работ способствует более быстрой  интеграции нарушенных земель в природную  среду.

Рекультивация земель —  это комплекс работ, направленных на восстановление продуктивности и хозяйственной  ценности земель, а также на улучшение  условий окружающей среды.

Нарушенными считают земли, утратившие первоначальную природно-хозяйственную  ценность и, как правило, являющиеся источником отрицательного воздействия на окружающую среду.

Нарушают земли при  выполнении открытых и подземных  горных работ, складировании промышленных, строительных и коммунально-бытовых  отходов, строительстве линейных сооружений, а также при проведении геологоразведочных, изыскательских, строительных и других работ. При этом, как правило, нарушается почвенный покров, изменяются гидрогеологический и гидрологический режимы, образуется техногенный рельеф, а также происходят другие качественные изменения, ухудшающие экологическую обстановку в целом.

1. Рекультивация несанкционированных свалок и полигонов ТБО
1. Выбор технологии рекультивации городских земель, занятых несанкционированными свалками.

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.

2. Метод рекультивации полигона

Рекультивация полигонов  – комплекс работ, направленных на восстановление продуктивности и народнохозяйственной ценности восстанавливаемых территорий, а также на улучшение окружающей среды. 

Выполняется в два этапа: 

- технический; 

- биологический. 

Технический этап - включает исследования состояния свалочного тела и его воздействия на окружающую природную среду, подготовку территории полигона (свалки) к последующему целевому использованию. 

К нему относятся: 

• получение исчерпывающих данных о геологических, гидрогеологических, геофизических, ландшафтно-геохимических, газохимических и других условий участка размещения полигона (свалки); 
• создание рекультивационного многофункционального покрытия;
• планировка и формирование откосов; 
• разработка, транспортировка и нанесение технологических слоев и потенциально плодородных почв; 
• строительство дорог, гидротехнических и других сооружений. 

Для выработки решений  по исключению влияния газохимического загрязнения атмосферы определяют состав и свойства образующегося биогаза, содержания органики, влажность и др. данные. 

С учетом полученных данных и анализа, климатических и геологических  условий расположения полигона, составляется прогноз образования биогаза и выбирается метод дегазации и конструкция рекультивационного покрытия полигона. 

Биологический этап - включает мероприятия по восстановлению территории закрытых полигонов для их дальнейшего  целевого использования в народном хозяйстве. К нему относится комплекс агротехнических и фитомелиоративных  мероприятий, направленных на восстановление нарушенных земель. Биологический этап осуществляется вслед за техническим этапом рекультивации. 

Наиболее приемлемы для  закрытых полигонов сельскохозяйственное, лесохозяйственное, рекреационное  и строительное направления рекультивации. 

3. Ориентировочные данные по рекультивации полигонов ТБО

Перспективным материалом для  проведения рекультивации полигонов являются модифицированные торфа с повышенным содержанием гуминовых кислот, так как они могут выполнять несколько функций:

- снижение техногенного  влияния потенциально опасных  веществ;

- рекультивацию почв (улучшение  ее состояния, увеличение плодородия);

- стимуляцию роста растений, развитие микроорганизмов и др.

Роль гумусовых кислот определяется особенностями их химического  строения. В результате гумификации  в молекулах гумусовых кислот появляются группировки, обладающие свойствами слабых кислот. Эти группы диссоциируют, в результате получаются ионы водорода и «гумат – анион». «Гумат – аноион» реагирует с положительно заряженными ионами металлов с образованием комплексов, причем комплексы большинства металлов с гумусовыми кислотами отличаются высокой прочностью. В природных системах такие условия не встречаются, и гуминовые кислоты ведут себя как комплексообразующие сорбенты, удерживая и концентрируя элементы.

Гуминовые кислоты обладают высокой сорбционной емкостью по отношению к ионам загрязняющих и рудных элементов, а так же изотопных  носителей долгоживущих радионуклидов. 

Один грамм гуминовых  кислот способен сорбировать: 30 мг цезия; 18 мг стронция; 18 мг меди; 60 – 150 мг свинца; 80 мг хрома; 300 мг ртути; 300 – 600 мг золота; 85 – 100 мг палладия. 

Так, например, при фазовом  химическом анализе почв района Чернобыля  показано, что основная доля радионуклидов  связана с трудно – растворимыми фракциями, прежде всего с гуминовыми кислотами почвы. 

Испытания препарата «Амберпит», проведенные в лаборатории геохимии техногенеза Института Геологии СО РАН, на сульфидных отходах Карабашского медеплавильного завода и ряде гальванических производств, показали серьезные перспективы использования биопротектора для нейтрализации промышленных отходов, содержащих тяжелые металлы и радионуклиды, как в водной среде, так и в почве.

Полученные данные свидетельствуют, что биопротектор имеет огромные перспективы, как в экологическом, так и в экономическом (рециклинг металлов) аспектах. Его применение на порядок ускоряет процессы восстановления биоценозов при рекультивации почв после техногенных воздействий (свалки, карьерные и шахтные выработки и т.д.), т.к. препарат обладает и биологически активными свойствами.

Технология рекультивации  осуществляется поэтапно:

1) создание поверхностного  биогеохимического защитного барьера  достигается внесением в грунт  рабочего раствора биопротектора на глубину 5÷7 см, трёхкратным поливом с интервалом 3÷5 дней (ориентировочный расход рабочего раствора составляет 2л на 1м2 за каждую обработку или 5÷6л на м2 за весь этап);

2) экстенсивный этап (обработка  отсутствует) – период развития  автономных процессов обезвреживания. Длительность от 1 до 4 мес (в зависимости от времени года);

3) стимуляционный этап – интенсивное развитие почвообразующей микробиоты. Достигается однократным проливом рекультивируемой территории рабочим раствором (2л/м2);

4) этап закрепления –  засев травянистыми растениями  обрабатываемой площади (через  10÷15 дней после 3 этапа);

5) этап интенсификации  развития растительного покрова  осуществляется двукратным проливом  с интервалом 10÷15 дней, с расходом  рабочего раствора 0,5 л на м2 за одну обработку или на 1л за весь этап. 
Расход рабочего раствора биопротектора на первом этапе – 6л/м2, на 3 этапе - 2л/м2. Всего – 9л/м2. Стоимость 1 литра рабочего раствора – 0,21 руб, стоимость концентрата - 210 руб/кг. Разводится (в соответствии с этапом) от 300 до 1000 раз водой). Раствор вносится штанговыми опрыскивателями типа ОПШ – 15, а так же иными поливочными механизмами.

Предположим, что заданная площадь составляет 30 га. С учетом интервала между обработками  – 5 дней, представляется, достаточной  суточная обработка площади в 6 га и расходом рабочего раствора 120 м3/сутки (2л/м2). При использовании поливомоечной коммунальной машины КО – 829Б с емкостью рабочей цистерны 13,5 м3 и шириной пролива 20 м, минимальное время опорожнения цистерны составляет 30 мин.

Таким образом, объективные  причины обуславливают необходимость  проведения рекультивации территорий занятых полигонами и свалками. Метод  рекультивации в каждом случае должен определяться отдельно с учетом всей специфики объекта рекультивации. 

Использование данного метода на объекте захоронения отходов  позволит с использованием послойной  обработки ранее измельченных отходов, а также с учетом глубины действия препарата, которая в свою очередь  зависит от интенсивности обработки, по истечении 2-3 лет позволяет использовать гуминизорованный свалочный грунт для пересыпки вновь завозимых бытовых отходов, создавая при этом изолирующий биозащитный слой. Возвращение к первоначально осваиваемому участку ТБО целесообразно через 10-12 лет, что в конечном итоге будет способствовать возможности использования данного объекта многократно.