УДК 628.4

Экология/2.Экологические и метеорологические проблемы

больших городов и промышленных зон

Жаппарова Ж.М.

Казахский национальный технический униветситет имени К.И.Сатпаева,

Республика Казахстан

Изучение содержания тяжелых металлов в почвогрунтах в районе расположения полигона твердых бытовых отходов

Рекультивация нарушенных земель в районе расположения полигона захоронения ТБО является актуальной задачей. К сосновным проблемам, связанным с захоронением ТБО относятся: а) вымывание веществ, загрязняющие почвогрунты и подземные вод; б) образование метана; в) просадка грунта. Наиболее серьезной из перечисленных проблем является вымывание веществ, загрязнение почвогрунтов и подземных вод. По мере просачивания сквозь любой материал, в ней неизбежно растворяются и выносятся различные химические вещества. Вода просачиваясь через отходы, образует особенно ядовитый фильтрат, в котором наряду с остатками разлагающейся органики присутсвует железо, ртуть, свинец, цинк и другие металлы из ржавых консервных банок, негодных батареек и электроприборов, а также красители, пестициды, моющие средства и другие химикаты. Это ядовитый раствор ухудшает состояние почвогрунтов , далее поступает в водоносные горизонты, и отттуда вредные вещества могут попасть в питьевые воды.

Целью данной работы явилось изучение содержания и миграции тяжелых металлов в почвогрунтах в районе расположения Карасайского полигона захоронения ТБО (Алматинская область).

Полигон расположен в Карасайском районе Алматинской области на 34 км от г. Алматы, в 2,3 км севернее автомобильной дороги Алматы - Бишкек, в 3 км западнее поселка "Айтей". Полигон является специальным сооружением, предназначенным для централизованного складирования (изоляции) ТБО г. Алматы. Полигон представляет собой естественный V-образный лог с крутыми бортами. Ширина и глубина лога уменьшаются к серверу от 350-340 до 150-140 м и от 95-90 м до 40-35 м соответственно. Рельеф участка сильно изрезан, поверхность представляет собой сочетание логов, холмов и увалов с плоскими вершинами, наклонными на север. Прилегающая территория - степь. В нижней части лога, используемого как участок для складирования ТБО, возведены земляные плотины № 1 и №2 с целью перехвата возможного фильтрата и отвода его в колодец, размещенный между указанными плотинами. За плотиной № 2 расположены скважины для наблюдения за состоянием грунтовых вод.

Климат рассматриваемого района умеренно-континентальный с сухим воздухом и большим числом солнечных дней. Осадки за год составляют 509 мм, среднегодовое испарение равно 452.2 мм. Средняя многолетняя температура воздуха самого холодного месяца (января) равна минус 9.9°С, средняя многолетняя температура воздуха самого жаркого месяца (июля) равна плюс 29.5°С.

На полигон ТБО принимаются твердые бытовые отходы от жилых массивов, общественных и коммерческих организаций, рынков, уличный смет. Современный морфологический состав твердых бытовых отходов для Алматы, России и развитых стран представлен в табл. 1 [1,2].

Таблица 1

Морфологический состав ТБО,%

Компоненты ТБО	Развитые страны					Россия				Казах-стан
	США	Австрия	Швеция	Голландия	Великобрита-ния	Москва	Владимир	Тольятти	Пермь	Алматы
Макулатура	39	21,9	44	-	24,7	30,4	22	27	25,1	27,6
Пищевые отходы	7	29,8	30	51,9	19	28,1	44	38	39,4	32,5
Металл	8	5,2	2	3,7	7	5,7	8	2,2	4,4	2,9
Стекло	6	7,8	8	5	9	4,4	9	5,3	15,9	4,3
Дерево	7	-	-	-	-	2,2	1	3	2,5	1,2
Пластмасса	9	9,8	7	8,1	10	5	5	6,3	5,85	8,3
Текстиль	-	-	-	-	-	3	5	3,3	4,25	2,4
Резина, кожа	-	-	-	-	-	1,8	-	1,6	1,55	0,7
Строительный мусор	-	-	-	-	-	3,4	1	0,9	6,7	10,8
Прочие	24	25,5	9	6,6	18	16	5	12,1	24,3	8,6

Как видно из представленной таблицы, морфологический состав ТБО изучаемого полигона имеет близкий состав с полигонами России, отличием является повышенное содержание строительного мусора. Это связано с тем, что в настоящее время в г. Алматы и его окрестностях ведется интенсивное строительство, производится снос и замена ветхого домостроения, а также большими темпами ведется застройка близлежащих территорий и расширение городской черты.

Ниже, на рисунке 1 представлена ситуационная карта полигона ТБО. Стрелками на карте обозначены дамбы, которые должны предотвращать попадание фильтрата в воду наблюдательных скважин.

Рисунок 1. Ситуационная карта Карасайского полигона ТБО ( Алматинская область)

При анализе применялась соответствующие методика, внесенные в реестр Республики Казахстан [3].

Определение тяжелых металлов проводилось на атомно-абсорбционном спектрометре «AAnalyst 400» фирмы PerkinElmer (США).

Отбор проб почвогрунтов проводился в 6 точках на двух глубинах 0-5, 5-20 см методом конверта, с проведением дополнительных четырех прикопок вокруг каждой точки. Размер пробной площадки составлял 10х10м [4-9].

Для большей информативности были заложены фоновые точки, которые характеризуют прилегающую к полигону территорию и обозначены на ситуационной карте точка 1 ( 1000 м на юг от центрального въезда ) и точка 6 ( 3000 м на запад от центрального въезда и 270 м от дороги Алматы-Бишкек) [10-13].

На рисунке 1 указаны точки отбора проб почвогрунтов. Точки выбирались по следующим направлениям:

т.1-(фон 1) 1000м на юг от центрального въезда

т.2-поъездная дорога 200м на юг от центрального въезда

т.3- площадка хоздвора 45 м на юг от склада запчастей

т.4-1200 м от хоздвора по объездной дороге

т.5- 30 м на северо-запад от 2 плотины

т.6-(фон 2) 3000 м от центрального въезда на полигон, 270 м от дороги Алматы-Бишкек на запад

Основными критериями оценки были ПДК и фоновые пробы. Ниже на рисунка 2 и 3 показано содержание тяжелых металлов на исследуемом участке и их распределение на разных глубинах.

Рис.2 Содержание меди, цинка и свинца в почвогрунтах в районе расположения Карасайского полигона ТБО

Рис.3 Содержание молибдена, олова и кадмия в почвогрунтах в районе расположения Карасайского полигона ТБО

По результатам исследования было выявлено, что превышение ПДК в почве тяжелых металлов наблюдается практически на всей исследуемой территории. Так, содержание меди выше ПДК в 3-13 раз, цинка в 1,5-6,5 раз, молибдена в 75 раз, олова более 100 раз, свинца в 1,1-2,2 раза. Содержания кадмия находится практически на одном уровне, превышений по ПДК не наблюдается. Концентрация олова выше на поверхности почвогрунтов и наполовину ниже на глубине 5-20 см, причем эта тенденция наблюдается повсеместно, за исключением точки 6. Высокие значения олова отмечены вблизи дорог, возможно, имеет место загрязнение автомобильного транспорта. Высокие концентрации цинка приурочены к точке 1, что очевидно связано с локальным загрязнением. Наибольшее количество свинца выявлено на поверхности почвенного покрова на территории площадки хоздвора, что является следствием хозяйственной деятельности. Достаточно высокая загрязненность «фоновых» точек свидетельствует о значительном влиянии полигона захоронения ТБО на исследуемую территорию.

Особенность тяжелых металлов к накоплению, приводит к постепенному изменению химического состава почв, нарушению единства геохимической среды и живых организмов. При наступлении рекультивационного периода наличие данных о состоянии почвогрунтов в районе расположения полигона захоронения ТБО является актуальной информацией, которая может вносить коррективы для дальнейшего восстановления нарушенных земель.

Список литературы:

1. Систер В.Г., Мирный А.Н., Скворцов Л.С. Твердые бытовые отходы. – М.: Акад. коммун. хоз-ва им. К.Д. Памфилова, 2001. 319 с.
2. Нуркеев С.С., Утегулов Н.И., Кезембаева Г.Б., Нурмакова С.М., Усербаева А., Разработка норм накопления твердых бытовых отходов в г.Алматы. Алматы, 2006
3. РД 52.18.191-89 Методические указания. Методика выполнения измерений массовой доли кислоторастворимых форм металлов в пробах почвы атомно-абсорбционным анализом.
4. ГОСТ 17.2.2.01-81 (СТ СЭВ 4470-84) "Охрана природы. Почвы. Номенклатура показателей санитарного состояния".
5. ГОСТ 17.4.3.01-83 (СТ СЭВ 3847-82) "Охрана природы. Почвы. Общие требования к отбору проб".
6. ГОСТ 17.4.3.03-85 "Охрана природы. Почвы. Общие требования к методам определения загрязняющих веществ".
7. ГОСТ 17.4.4.02-84 "Охрана природы. Почва. Методы отбора и подготовки проб почвы для химического, бактериологического и гельминтологического анализа".
8. ГОСТ 17.4.3.06-86 (СТ СЭВ 5101-85) "Охрана природы. Почвы. Общие требования к классификации почв по влиянию на них химических загрязняющих веществ".
9. Методические указания по оценке степени опасности загрязнения почвы химическими веществами N 4266-87. Утв. МЗ СССР 13.03.87.
10. Оценочные показатели санитарного состояния почв населенных мест N 1739-77. Утв. МЗ СССР 7.07.77.
11. Перечень предельно допустимых концентраций (ПДК) и ориентировочно допустимых количеств (ОДК) химических веществ в почве N 6229-91. Утв. МЗ СССР 19.11.91.
12. Ориентировочно допустимые концентрации (ОДК) тяжелых металлов и мышьяка в почвах: ГН 2.1.7.020-94 (Дополнение N 1 к перечню ПДК и ОДК N 6229-91). Утв. ГКСЭН РФ 27.12.94.
13. Оценка степени загрязнения почв химическими веществами. - Ч.1. Тяжелые металлы и пестициды. - М.: Минприроды РФ, 1982.