Перейти к основному содержанию

1319

пользователей

458

материалов

Геоэкологическая оценка состояния полигона захоронения ТКО как элемента природно-техногенной системы

24.01.2020
2
В работе проведена геоэкологическая оценка состояния полигонов захоронения ТКО для обеспечения их безопасного функционирования как элементов природно-техногенных систем.

Читать автореферат на сайте ФГБОУ ВО «Пермский национальный исследовательский политехнический университет» (www.pstu.ru)

Завизион Юлия Владимировна

25.00.36 – Геоэкология (строительство и ЖКХ)

Пермь, 2019

 

Актуальность темы.

В России практически весь объем образуемых твердых коммунальных отходов (ТКО) (96%) захоранивается на полигонах, санкционированных и нелегальных свалках, которые в совокупности с компонентами прилегающей геосреды рассматриваются как сложные природно-техногенные системы (ПТС). В массиве полигона протекают процессы биохимического и химического разложения отходов, формирующие эмиссии загрязняющих веществ (в виде биогаза и фильтрата), оказывающих негативное воздействие на геосферные оболочки, как на этапе эксплуатации объекта, так и после его закрытия и рекультивации.

На протяжении этапов жизненного цикла полигона происходят процессы стабилизации отходов, снижается воздействие массива захоронения отходов на компоненты геосреды. От совокупности форм и состояния взаимодействия полигона (техногенная составляющая) с природной системой на этапах жизненного цикла зависит функционирование ПТС. Несомненный интерес и большое практическое значение имеет оценка стабильности отходов в массиве захоронения на разных этапах жизненного цикла и оценка состояния полигонов захоронения ТКО как элементов ПТС. Под стабильными отходами понимаются такие отходы, при разложении которых эмиссии загрязняющих веществ не оказывают негативного воздействия на окружающую среду и здоровье человека.

Уровень воздействия полигона захоронения отходов на геосферные оболочки зависит от многих факторов, в том числе от компонентного состава и влажности отходов, климатических условий, технологий эксплуатации полигона, качественных и количественных параметров эмиссий, наличия применяемых природоохранных сооружений и т.д. Это обуславливает актуальность выбора технических мероприятий по обеспечению безопасного уровня геоэкологического воздействия объектов захоронения ТКО.

Тема диссертационной работы соответствует паспорту специальности 25.00.36 Геоэкология (строительство и ЖКХ), пункту 5.14 «Теория, методы, технологии и средства оценки состояния, защиты, восстановления и управления природно-техногенными системами, включая агроландшафты на основе осуществления строительной, хозяйственной деятельности и эксплуатации ЖКХ».

Степень разработанности темы исследований.

Большой вклад в развитие методов оценки состояния полигонов захоронения ТКО, в изучение физикохимических и биохимических процессов деструкции отходов, эмиссий загрязняющих веществ в компоненты геосреды внесли работы российских и зарубежных ученых: Я.И. Вайсмана, Н.Ф. Абрамова, В.Н. Коротаева, Л.В. Рудаковой, И.С. Глушанковой, М.П. Федорова, А.В. Черемисина, А.Н. Чусова, P. Brunner, M. Barlaz, R. Stegmann, D. Laner, M. Huber-Humer и др.

Несмотря на значительный объем научных исследований, проводимых в России и зарубежных странах, сложной задачей, до сих пор нерешенной однозначно, является определение физико-химических и биохимических параметров отходов разного срока захоронения и установление параметров 4 достижения стабильности отходов в массиве захоронения. Разработанные методы оценки состояния полигона захоронения ТКО как элемента ПТС являются трудоемкими и длительными.

Комплексная оценка состояния полигона и выбор технических мероприятий по обеспечению безопасного уровня его геоэкологического воздействия должны проводиться на основании результатов оценки стабильности отходов в массиве захоронения с учетом климатических условий территории расположения полигона, технологии захоронения отходов, результатов мониторинга компонентов окружающей среды, оценки текущих и прогнозировании долгосрочных эмиссий полигона и т.д.

Работа является обобщением результатов исследований, выполненных на кафедре «Охрана окружающей среды» ПНИПУ в рамках совместного научного проекта международных исследовательских групп ученых на базе ПНИПУ «Научные основы ресурсосберегающих технологий снижения парниковых газов на этапах жизненного цикла полигонов захоронения отходов» (грант Министерства образования Пермского края №С-26/623, 2012 г.) и государственного задания Министерства образования и науки Российской Федерации в рамках мероприятия «Инициативные научные проекты» (код заявки 5.9729.2017/8.9).

Цель: Геоэкологическая оценка состояния полигонов захоронения твердых коммунальных отходов для обеспечения их безопасного функционирования как элементов природно-техногенных систем.

Для реализации поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Выявить закономерности протекания процессов стабилизации отходов и формирования эмиссий полигона захоронения ТКО на этапах жизненного цикла.

2. Установить зависимости термических параметров отходов разного срока захоронения от их физико-химических и биохимических параметров для установления индикаторных показателей, позволяющих оценить классы стабильности отходов.

3. Разработать методику комплексной оценки стабильности отходов разного срока захоронения, предназначенную для геоэкологической оценки состояния полигонов захоронения ТКО как элементов природно-техногенных систем.

4. Обосновать выбор технических мероприятий по обеспечению безопасного уровня геоэкологического воздействия полигонов захоронения ТКО с учетом этапа жизненного цикла и класса стабильности отходов.

Научная новизна:

1. Установлены индикаторные показатели для оценки класса стабильности отходов, позволяющие определять уровень воздействия полигона захоронения отходов на геосферные оболочки.

2. Впервые предложено оценивать стабильность отходов в массиве полигона по ряду термических параметров отходов: величине тепловых эффектов, температуре пиков тепловыделения, скорости потери массы, отношению удельных энтальпий сухого вещества и органического сухого вещества. Выявлены логистические зависимости отношения удельных энтальпий сухого 5 вещества и органического сухого вещества от показателя дыхательной активности, потенциала газообразования отходов, ХПК, БПК5; экспоненциальные зависимости – от содержания общего и органического углерода в отходах.

3. Впервые разработана методика комплексной оценки стабильности отходов разного срока захоронения, основанная на использовании метода синхронного термического анализа, предназначенная для геоэкологической оценки состояния полигонов захоронения ТКО как элементов природно-техногенных систем и обоснования выбора технических мероприятий по снижению эмиссий.

Теоретическая и практическая значимость.

 Результаты научных исследований и теоретические положения диссертационной работы использованы для разработки методики комплексной оценки стабильности отходов разного срока захоронения. Методика может быть использована для оценки состояния полигона захоронения ТКО на этапах жизненного цикла, проведения инженерно-экологических изысканий и разработки технических решений по обеспечению безопасного уровня геоэкологического воздействия полигона.

Практическая ценность работы заключалась в использовании разработанной методики при проведении комплексных инженерно-экологических изысканий на объектах захоронения отходов Пермского края и разработке технических решений по минимизации воздействия закрытой свалки ТБО г.Краснокамска на объекты окружающей среды.

Результаты проведенных исследований использованы в учебном процессе при подготовке бакалавров и магистров по направлению «Техносферная безопасность» на кафедре «Охрана окружающей среды» ФГБОУ ВО ПНИПУ.

Портал создан в рамках проекта "Чистые берега"

altalt