Эколого-геофизические исследования мест захоронения отходов производства и потребления г. Ростова-на-Дону
Гапонов Д. А., Южный федеральный университет, Ростов-на-Дону, Россия
Санкционированные и несанкционированные места складирования бытовых и промышленных отходов представляют собой обособленные геоэкологические объекты, которые изучают преимущественно геохимическими методами с отбором проб на поверхности и в скважинах. Такие исследования относятся к разряду дискретных.
В качестве эффективного способа получения «объемных» данных перспективны геофизические методы. В Ростове-на-Дону они были впервые применены при проведении ежегодного комплексного экологического мониторинга двух исчерпавших свой ресурс полигонов ТБО и закрытой городской свалки. Кроме того, эколого-геофизические методы были опробованы на крупнейшей в городе старой заброшенной несанкционированной свалке отходов производства и потребления завода ОАО «Ростсельмаш». Актуальность работ обусловлена необходимостью освоения неблагополучных в экологическом отношении земель, в том числе и мест размещения отходов производства и потребления. Использование геофизических методов для многоцелевого изучения свалок связано с необходимостью дифференциации физических свойств как отходов внутри массива, так и вмещающих его отложений. Весьма актуально также получение данных об опасном воздействии мест размещения отходов производства и потребления на окружающую среду (нарушении природного ландшафта, загрязнении атмосферы биогазом, образовании фильтрата, формировании техногенных грунтов) с помощью эколого-геофизических наблюдений, включая атмогеохимические.
Цель проведенной работы — показать результативность комплексных наблюдений с использованием типовых геохимических и новых геофизических и атмогеохимических методов.
В рамках
эколого-геофизических исследований решались следующие практические задачи:
—
уточнить представление об объекте исследования и его соответствии
типовым или частным моделям;
—
определить эколого-геологическое состояние мест захоронения отходов
производства и потребления;
—
установить мощность и состояние «чехла-наката», перекрывающего массив
свалки;
—
выявить глубины залегания подземных вод и фильтрата;
—
изучить степень влияния массива свалки на состояние вмещающих его
грунтов и горных пород, поверхностных и подземных вод.
Выбранные для геофизических работ объекты находятся на разных стадиях постэксплуатационного периода. Это позволяет сравнивать показатели, полученные при мониторинге негативных процессов, происходящих в геологической среде. Перечень объектов, охваченных геофизическими исследованиями, приведен в таблице.
Характеристика объектов исследования
| Объект | Время формирования | Стадия рекультивации |
| Несанкционированная свалка завода ОАО «Ростсельмаш» | 2-я половина XX в. | Разработка проекта |
| «Северная свалка» (Октябрьский район) | Начало 70-х годов — 1993 г. | Рекультивирована |
| Полигон ТБО (северо-западная промышленная зона) | 1993-1999 гг. | Рекультивирован |
| Полигон ТБО (северо-западная промышленная зона) | 1999—2008 гг. | Ведется рекультивация |
Комплексный геоэкологический мониторинг включал следующие исследования:
С помощью ЭПТЗ установлены глубины залегания грунтовых вод и места скопления фильтрата. На геоэлектрических кривых фильтрационные воды фиксируются по признаку «градиентного перехода» кривой удельного электрического сопротивления (УЭС) от инфранизких к высоким значениям (рис. 1).
Рис. 1. Сопоставление кривых ЭПТЗ, выполненного на «Северной свалке»
На лабораторном резистивиметре ПР-1 были определены УЭС проб фильтрата, отобранных на «Северной свалке». Фильтрат характеризуется низкими значениями УЭС (0,3—0,4 Ом·м), что согласуется с данными химических анализов, проведенных ООО НПП «Экологическая лаборатория». Минерализация составляет 10—15 г/л при значительном содержании органических веществ (ХПК до 190 мг/л). Исследование проб воды из заболоченного водоема, расположенного ниже свалки, также выявило пониженные значения УЭС (1,2—1,3 Ом·м). Отсюда очевидно, что имеет место дренирование фильтрата в водоем.
Метод ЕП позволил выявить места разгрузки и направления вероятного распространения фильтрата из тел свалок (области положительных аномалий естественного электрического поля). Кроме того, по локальным минимумам определены местоположения нисходящих потоков («гидрогеологические окна»), имеющих большое значение при экологической оценке.
Применение метода магниторазведки обусловлено тем фактом, что в советские годы отходы производства и потребления при складировании не разделяли. Среди них присутствовали как шламовые слитки литейного производства, так и отдельные металлические и железобетонные конструкции.
Важные результаты были получены на «реликтовой» несанкционированной свалке в долине р. Темерник, куда в середине прошлого столетия свозили отходы с завода ОАО «Ростсельмаш». В настоящее время на ее территории (как и в районе «Северной свалки») ведутся нелегальные работы по обнаружению, извлечению и вывозу металла (рис. 2).
Рис. 2. Нелегальные вскрышные работы на территории несанкционированной свалки завода ОАО «Ростсельмаш»
Радиометрическую и эманационную съемки выполняли в соответствии с СанПиН 2.1.7.1038-01 «Гигиенические требования к устройству и содержанию полигонов для твердых бытовых отходов». Согласно этому документу, в зоне возможного влияния полигонов ТБО предусматривается система производственного контроля их эксплуатации, включающая постоянные наблюдения за состоянием почвы.
Радиометрическую съемку проводили с использованием радиометра-концентратомера для определения в почвенном покрове массовой доли (%) естественных радионуклидов: калия (по 40К), урана (по 226Rа), тория (по 234Тh). Эманационная съемка состояла в измерении концентрации радона (222Рn как продукта 226Rа) в подпочвенном воздухе.
Атмогеохимическую съемку производили по методике, разработанной во ФГУП «ВНИГРИуголь». Особенность методики — экспрессное картирование территории свалок с помощью специальных зондов-отборников. Путем атмогеохимического обследования были выявлены и закартированы участки повышенного содержания биогаза в подпочвенном воздухе. В ходе исследований измеряли концентрации его основных компонентов — метана и диоксида углерода. В качестве примера на рис. 3 показаны места повышенной концентрации метана, измеренной на полигоне ТБО северо-западной промышленной зоны по трем рекогносцировочным профилям (двум ортогонально-секущим и кольцевому).
Рис. 3. Схематическая карта содержания СН4 (%) в подпочвенном воздухе на полигоне ТБО северо-западной промышленной зоны
Выводы
Три из четырех обследованных мест размещения ТБО не отвечают нормативным требованиям по обеспечению экологической безопасности, т. е. окружающая среда подвергалась негативному воздействию складированных отходов как на протяжении всего срока эксплуатации полигонов, так и после их закрытия. Исключение составляет полигон ТБО, закрытый в 2008 г. Его активную рекультивацию планируется завершить в 2009 г.
Использование геофизических методов при комплексном экологическом мониторинге полигонов дает дополнительную объемную информацию, за счет которой существенно повышается результативность исследований.
Наиболее важный методический и практический результат эколого-геофизических исследований — возможность совершенствования сбора и последующего анализа мониторинговых баз и банков данных для дальнейшего принятия обоснованных управленческих решений по обустройству и эксплуатации городских, поселковых и других территорий.
Gaponov D. A., Southern Federal University, Rostov-on-Don, Russia
The application of ecological and geophysical methods for complex environmental monitoring of dumps and landfills has been substantiated.
Гапонов Дмитрий Александрович, аспирант, кафедра геоэкологии и прикладной геохимии, Южный федеральный университет, ул. Зорге, 40, к. 305, Ростов-на-Дону, 344090, Россия. Tел./факс (863) 222-34-34, моб. (918) 522-00-00. E-mail
© Последние изменения внесены 03.10.09
© EcoInform