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.