Уланова О.В., Сучкова О.В.

РАЗРАБОТКА СРЕДОЗАЩИТНЫХ МЕРОПРИЯТИЙ ДЛЯ ПОЛИГОНА ТВЕРДЫХ БЫТОВЫХ ОТХОДОВ г. ИРКУТСКА

Уланова О. В., Сучкова О. В., Иркутский государственный технический университет, Иркутск, Россия

Город Иркутск является крупнейшим промышленным центром Восточно-Сибирского региона с более чем полумиллионным населением. Основа материального производства городского хозяйственного комплекса — предприятия промышленного профиля (теплоэнергетика, авиационное, тяжелое машиностроение), бурно развивающийся торговый сектор, а также транспорт. Промышленные предприятия и муниципальные учреждения являются основными источниками образования колоссального количества отходов в городе.
Обращение с твердыми бытовыми отходами (ТБО) предусматривает захоронение на Иркутском полигоне, приводящее к отчуждению земель, загрязнению почв, поверхностных вод, подземных водоносных горизонтов. Единственный городской полигон занимает площадь 41,8767 га и расположен в Иркутском административном районе недалеко от городской черты в 1,5 км к северо-востоку от 7-го км Александровского тракта. Из общей площади земельного участка, переданного в бессрочное пользование под полигон отделу коммунального хозяйства администрации г. Иркутска, неосвоенными остались около 10 га. Ежегодный объ<м поступающих на полигон твердых бытовых и приравненных к ним видов отходов (например, 12 045 м3/год строительного мусора) — более 1 млн м3. Технологические решения сбора, транспортировки и утилизации отходов меняются, но все же не отвечают современным требованиям. Ежедневно большегрузным автотранспортом (57 автомобилей ЗИЛ-130 и 15 — КАМАЗ-5320) из Иркутска вывозится 3014 м3 отходов 3—4 класса опасности, а также неопасные отходы, класс которых устанавливается экспериментальными методами. Учет количества доставляемых ТБО ведется по массе взвешиванием на автомобильных весах и фиксируется в специальном журнале приема ТБО и в компьютере.
На основании мониторинговых отчетов, результатов исследований проб атмосферного воздуха и почв за 2004 г., а также инвентаризации ТБО Иркутска, проведенной Иркутским институтом органической химии СО РАН в 1996 г., кафедра обогащения полезных ископаемых и инженерной экологии Иркутского государственного технического университета сделала предварительную оценку воздействия полигона ТБО на окружающую среду и предложила комплекс средозащитных мероприятий (таблица).

Мероприятия, направленные на снижение негативного влияния полигона ТБО г. Иркутска на окружающую среду

Мероприятия	Рекомендуемые сроки выполнения
Проведение новых инвентаризационных работ	2005-2006
Мониторинг фильтрата полигона	2006
Мониторинг свалочного газа	2006
Строительство системы очистки фильтрата	2006-2008
Строительство системы сбора свалочного газа	2006-2008
Строительство мусороперерабатывающих цехов	2006-2008
Рекультивация площади полигона	По мере заполнения карт

В первую очередь необходимо организовать регулярное проведение инвентаризационных работ ТБО на полигоне, реконструировать наблюдательную сеть в зоне влияния полигона ТБО, провести цикл мониторинговых работ по определению количественных и физико-химических характеристик фильтрата и свалочного газа. Результаты мониторинга позволят отработать оптимальную схему аналитического контроля химического состава свалочного газа и фильтрата и подобрать подходящие технологии по их удалению и обезвреживанию.
Вторым этапом проведения средозащитных мероприятий должно стать строительство установок по сбору и удалению свалочного газа и очистке фильтрата. Согласно данным инвентаризации, потоки ТБО содержат 37% легкосортируемых отходов (стекло, полимерные материалы, картон, бумага). Сортировка и переработка вторичного сырья позволит сократить объемы ТБО, поступающих на захоронение, более чем вдвое. Следовательно, целесообразно строительство мусороперерабатывающих цехов. В настоящее время имеет место нерегулируемое поступление медицинских отходов на полигон, в связи с чем существует опасность распространения патогенной микрофлоры. Поэтому необходимо разработать систему управления медицинскими отходами.
Предварительные расчеты объемов образования свалочного газа и фильтрата в теле полигона показывают, что из всего объема ТБО к легкоразлагаемым фракциям относятся пищевые отходы (56,4% масс.) и картон/бумага (12,6% масс). Именно эти фракции отходов характеризуются наибольшей способностью к образованию биогаза. Их масса составляет соответственно 96,1 и 30,3 тыс. т, среднее количество углерода на сухую массу — 17,96%. С учетом влажности ТБО 39% это составит 10,7 тыс. т двуокиси углерода.
В результате деятельности метанобразующих бактерий органические вещества подвергаются анаэробному разложению согласно упрощенному суммарному биохимическому уравнению

С₆Н₁₂О₆—> микроорганизмы —> 3n(СО₂) + 3n(СН₄).

Объем углерода, приходящегося на метан, согласно стехиометрическим коэффициентам, составляет 50% общего объема образовавшегося углерода. Таким образом объем выделяющегося на полигоне метана составляет по приблизительным подсчетам около 9500 м³/год. Количество метана в свалочном газе — 40—70%, поэтому на полигоне ежегодно образуется 13—23 тыс. м³ свалочного газа. Содержание хлора в полимерных материалах (0,4—51%) обусловливает способность ТБО к образованию диоксинов и фуранов в режиме низкотемпературного горения. Так как выделение свалочного газа зависит от многих параметров: влажности, температуры, плотности, состава, кислотности, то более точное количество свалочного газа можно определить только при проведении соответствующих мониторинговых работ на данном объекте.
Иркутский полигон ТБО расположен в естественной складке местности с основанием из естественных водонепроницаемых грунтов. В результате процессов разложения органического вещества, а также из-за притока воды, связанного с атмосферными осадками, в теле полигона ТБО образуется фильтрат. За счет уклона поверхности складирования ТБО фильтрационные воды просачиваются из тела полигона в пониженном участке рельефа. С учетом среднегодового количества осадков в Иркутской области 465,1 мм/м² количество образующегося фильтрата приблизительно составит 1600—23 000 м³/год, что соответствует 4,5—64,0 м³/сут. На основании расчета объемов образования свалочного газа и фильтрата, а также гидрогеологических исследований, свидетельствующих о техногенном загрязнении подземных вод в районе полигона (повышение общей минерализации, Na, Cl, SO₄, NH₄, Feобщ, NO₃, NO₂, SiO₂, Mn, As), были предложены технологические схемы сбора свалочного газа и очистки фильтрата с применением мембранной установки.
Расчет технического этапа рекультивации полигона позволил определить количество единиц необходимого оборудования и технических средств, а также рассчитать общий объем земли, необходимой для рекультивации, который составит 783 780 м³. Проведение технического этапа рекультивации продлится 2,2 года, после чего следует приступить к биологическому этапу. Так как площадь полигона достаточно велика, целесообразно проводить рекультивацию последовательно, по мере заполнения карт полигона. На данном этапе эксплуатации полигона уже довольно большая площадь заполнена на проектную высоту, а рекультивационные работы так и не были проведены.
Необходимость разработки проекта строительства мусороперерабатывающих цехов вытекает из результатов исследования морфологического состава ТБО. Ежемесячно на полигон в составе ТБО поступает 170 т стекла, 75 т полимерных материалов, 210 т макулатуры, 95 т металла, 47 т текстиля, 30 т древесины, 8 т резины, 12 т кожи, 850 т пищевых отходов. Сортировка ТБО позволит выделить вторичные материалы и сократить количество отходов, поступающих на захоронение, что продлит срок эксплуатации полигона. Предполагаемый состав цехов: сортировки бытовых отходов; переработки органических отходов; сортировки, мойки и измельчения пластмасс; прессовки макулатуры; сбора металлолома.
Проведение комплекса средозащитных мероприятий, изложенных выше, позволит значительно снизить негативное влияние полигона на пригородный район Иркутска. Кроме этого, необходима разработка долгосрочной программы в сфере обращения с отходами как на региональном, так и муниципальном уровне, включающей следующие направления: инвентаризацию отходов и мест их санкционированного и несанкционированного размещения, создание единой сети «сбор — переработка — дальнейшее использование — захоронение отходов», привлечение предприятий мелкого и среднего бизнеса, а также населения к решению проблемы ТБО, усиление контроля, внедрение новой идеологии «ответственность производителя товаров потребления за образующиеся отходы».
В рамках международной программы Alexander von Humboldt Foundation намечена разработка концепции управления потоками твердых бытовых отходов в г. Иркутске с немецкими партнерами из университета Дуйсбург-Эссен.

Ulanova O. W., Suchkova O. M., Irkutsk State Technical University, Irkutsk, Russia

Based on the monitoring results and inventory data collected for municipal solid waste (MSW) landfill in Irkutsk, the preliminary assessment of environmental impacts associated with the operation of this MSW landfill has been undertaken, and a suite of environment protection actions has been recommended to reduce/mitigate these impacts. The proposed mitigation measures include:
• new landfill inventory procedure;
• landfill leachate and landfill gas generation monitoring;
• construction of leachate treatment system, landfill gas collection system, and waste recycling
plant;
•landfill site restoration.

Уланова Ольга Владимировна, к. т. н., доц., кафедра обогащения полезных ископаемых и инженерной экологии, Иркутский государственный технический университет, ул. Лермонтова, 83, И-122, Иркутск, 664074, Россия. E-mail: oulanovadogistu.irk.ru, olga.ulanovadoguni-due.de

Сучкова Ольга Викторовна, студентка, Иркутский государственный технический университет, ул. Лермонтова, 83, И-122, Иркутск, 664074, Россия. Тел. (3952) 40-51-18