Влияние морфологического состава отходов на формирование долгосрочных эмиссий на полигонах захоронения ТБО

2696
В настоящее время в Российской Федерации миллионы тонн отходов ежегодно размещаются в окружающей среде. Техногенные образования, к которым относятся полигоны захоронения твердых бытовых отходов, остаются источниками негативного воздействия на окружающую среду на протяжении сотен лет после их закрытия. При этом основное воздействие связано с поступлением в окружающую среду фильтрата и биогаза, формирование которых связано с органической составляющей захораниваемых отходов.

В настоящее время в Российской Федерации миллионы тонн отходов ежегодно размещаются в окружающей среде. Техногенные образования, к которым относятся полигоны захоронения твердых бытовых отходов, остаются источниками негативного воздействия на окружающую среду на протяжении сотен лет после их закрытия. При этом основное воздействие связано с поступление в окружающую среду фильтрата и биогаза, формирование которых связано с органической составляющей захораниваемых отходов.

Несмотря на то, что исследованию процессов трансформации органического углерода в массиве полигона твердых бытовых отходов (ТБО) посвящены исследования ряда российских (Рудакова – 2000 г.; Максимова – 2004 г.; Тагилова – 2006 г.) и зарубежных (Brunner – 1995 г.; Laner – 2011 г.) ученых, все же остается не решенной задача оценки долгосрочных эмиссий с полигонов ТБО, качественные и количественные характеристики которых определяются разложением органической составляющей, содержащейся в трудноразлагаемых фракциях ТБО.

При захоронении отходов на полигонах протекают сложные физико-химические и биохимические процессы разложения, сопровождающиеся эмиссиями загрязняющих веществ в окружающую среду. Воздействие полигона на окружающую среду обусловлено образующимися при деструкции отходов фильтрационными водами и биогазом, а также изъятием земельных ресурсов для размещения отходов, их изоляции и рекультивации карт складирования. Даже после вывода из эксплуатации и выполнения всего комплекса рекультивационных работ полигон остается источником воздействия на окружающую среду.

Вопросы формирования эмиссий полигонов ТБО подробно изучены (Marticorena, 1993; Shroeder, 1994; Feliubadalo, 1999; Вайсман, 2003; Лифшиц,1992; Глушанкова, 2004; Тагилова, 2006 и др.) и лежат в основе разработанных методик оценки качественного и количественного состава биогаза и фильтрата. Кроме природных условий участка размещения и возраста полигона, химический состав, интенсивность и продолжительность эмиссий зависят от исходных характеристик принимаемых на полигон отходов, технологии эксплуатации карт захоронения отходов, т. е. тех параметров, которые значительно изменились за последнее время.

Результаты исследований процессов разложения отходов на полигонах ТБО (Christensen, Kjeldsen, 1989; Barlas, 1992; Laner, 2011) показывают, что формирование эмиссий органических и неорганических загрязняющих веществ полигонов тесно связано с процессами разложения органической составляющей ТБО.

Полигон захоронения ТБО, в массиве которого происходит трансформация органического углерода, можно представить как биологический реактор (рис. 1), где входящие в состав ТБО органические вещества со временем подвергаются процессам биохимического разложения.

Влияние морфологического состава отходов на формирование долгосрочных эмиссий на полигонах захоронения ТБО

Рис. 1. Баланс углерода на полигоне ТБО

В присутствии влаги в теле полигона начинается растворение органических материалов ТБО и их гидролиз. Основная часть органических материалов переходит в растворенную форму и становится доступной для воздействия ферментов, выделяемых микроорганизмами. В результате этих ферментативных процессов происходит преобразование сложных органических веществ через циклы органических кислот до СО2, Н2 и СН4. При определенных условиях СО2 и Н2 могут также образовать СН4.

В общем виде процесс разложения органических материалов ТБО может быть разбит на три стадии. На первой стадии твердые и растворенные вещества гидролизуются и под воздействием ферментов микробов расщепляются до промежуточных продуктов – жирных кислот, спиртов, водорода и диоксида углерода. На второй ацетогеничные группы микробов превращают промежуточные продукты, полученные на первой стадии, в уксусную кислоту, водород и диоксид углерода. На третьей (заключительной) образуется СН4 за счет воздействия метаногеничных групп микробов. При этом ацетофильные бактерии превращают уксусную кислоту в СО2 и СН4, а гидрогенофильные бактерии получают из водорода СО2 и СН4.

Входящий поток органического углерода в ходе процессов разложения отходов в массиве полигона трансформируется и выходит их системы в виде метана, углекислого газа, летучих органических соединений или в составе фильтрата. Неразлагаемые и трудноразлагаемые компоненты можно рассматривать как оставшиеся в массиве отходов в виде запаса, обуславливающего долгосрочные эмиссии в окружающую среду.

Одним их факторов, определяющих протекание циклов трансформации органического углерода в массиве полигона, является поток поступающих на полигон отходов. При этом основной характеристикой входящего потока является морфологический состав ТБО.

В составе ТБО можно выделить как легкоразлагаемые (пищевые отходы, офисная и журнальная бумага), так и медленноразлагаемые фракции (гофрированный картон, газеты, дерево, пластмасса) (табл. 1.).

Таблица 1

Время разложения фракций отходов при различных условиях[1]

Тип отходов

Наименование отходов

Период полураспада фракции отходов (годы), если условия эксплуатации

влажные (>50%)

средние (20–50%)

сухие (<20%)

Быстроразлагаемые

Пищевые отходы, бумажная посуда, офисная и журнальная бумага

3

7

15

Среднеразлагаемые

Целлофан, мягкий картон, принтерная и лощеная бумага, трава, листья

7

15

25

Медленноразлагаемые

Гофрированный картон, газеты, древесина

15

25

50

Часть отходов, например, большинство пластмасс, не подвергается биохимической деградации в активной метановой фазе. Однако они медленно разрушаются в результате деполимеризации, протекания фотохимических и химических процессов. Полиэтилен и полипропилен теряют менее 1% от массы после 10 лет захоронения. Такие отходы можно отнести к неразлагаемым отходам, образующим запас органического углерода в массиве полигона.

Так, например, исходный морфологический состав отходов г. Перми[2], представленный по степени разложения различных фракций отходов, можно представить в следующем виде...ПОЛНОСТЬЮ статью можно прочитать в сентябрьском номере журнала "ЖКХ: журнал руководителя и главного бухгалтера"



[1] Управление отходами. Сточные воды и биогаз полигонов захоронения твердых бытовых отходов: монография / Вайсман Я.И., Рудакова Л.В., Глушанкова И.С., Слюсарь Н.Н., Жилинская Я.А., Воронкова Т.В., Висков М.В. и др. – Пермь: изд-во Перм. нац. исслед. политехн. ун-та. 2012.

[2] Ильиных Г.В., Сангаджиева Т.Н. Актуальность исследований норм накопления, состава и свойств твердых бытовых отходов при разработке генеральных схем санитарной очистки населенных пунктов // Вестник ПНИПУ. Урбанистика – 2012. № 3.



Ваша персональная подборка

    Подписка на статьи

    Чтобы не пропустить ни одной важной или интересной статьи, подпишитесь на рассылку. Это бесплатно.

    Рекомендации по теме

    Мероприятия

    Школа

    Проверь свои знания и приобрети новые

    Посмотреть

    Самое выгодное предложение

    Самое выгодное предложение

    Воспользуйтесь самым выгодным предложением на подписку и станьте читателем уже сейчас

    Живое общение с редакцией





    Электронная система

    Можно ли за невыполнение предписания ГЖИ отделаться предупреждением?

    Ответы на этот и другие вопросы вы найдете в электронной системе «Управление многоквартирным домом»

    Получить доступ
    ВСЁ ДЛЯ ГОРОДСКОГО ХОЗЯЙСТВА

    ВСЁ ДЛЯ ГОРОДСКОГО ХОЗЯЙСТВА

    ВСЁ ДЛЯ ГОРОДСКОГО ХОЗЯЙСТВАЭЛЕКТРОННЫЙ КАТАЛОГ
    НАШИ ПАРТНЁРЫНАШИ ПАРТНЁРЫ

    Рассылка




    © МЦФЭР, 2006-2016. Все права защищены.

    По вопросам подписки обращайтесь по телефонам: 
    Москва: 8 (495) 775-48-44 
    Другие регионы: 8 (800) 775-48-44 

    Получите техническую поддержку: 
    по телефону: +7 (495)-937-90-82 
    e-mail: sd@mcfr.ru 

    
    • Мы в соцсетях
    ×

    Подпишитесь на бесплатные рассылки, и получайте актуальную информацию обо всех нюансах, касающихся Вашей профессии! Будьте с нами!