МОРФОЛОГИЧЕСКИЙ СОСТАВ ТКО ПОЛИГОНА

 

Тамаева К.,

магистрант КазНТУ имени К.И.Сатпаева, г.Алматы

 

Джамалова Г.А.,

 к.с.-х.н., доцент КазНТУ имени К.И.Сатпаева, г.Алматы

 

В статье излагается материал, посвященный изучению морфологического состава ТКО в городах Алматы и Астаны в сравнительном аспекте.

The article describes the material devoted to the study of morphological composition of municipal solid waste in the cities of Almaty and Astana in a comparative perspective.

Бұл мақалада Алматы  және Астана қалаларының ҚҚҚның морфологиялық құрамы салыстырмалы түрде баяндалған.

 

Полигон является специальным сооружением, предназначенным для централизованного складирования ТКО. На полигон принимаются твердые бытовые отходы от жилых массивов, общественных и коммерческих организаций, рынков, уличный смет.

Полигоны городов Астаны и Алматы относятся к полигонам для ТКО. Поэтому они используются для городских отходов и неопасных отходов любого другого  происхождения,   которые соответствуют критериям принятия отходов на полигоны для ТКО (согласно нормативам Республики Казахстан о полигонах ТКО).

Карасайский полигон территориально размещен в Карасайском районе Алматинской области на 34 км от г.Алматы, в 2,3км севернее автомобильной дороги Алматы – Бишкек, в 3км западнее поселка «Айтей». Прилегающая территория – степь, переходящая в пустыню. Полигон захоронения твердых бытовых отходов г. Астаны расположен на шестом километре юго-восточнее автотрасса Астана – Павлодар. Полигон эксплуатируется с 1972 (Астана) и 1989 (Алматы) года.

Состав и объем бытовых отходов чрезвычайно разнообразны и зависят от страны, местности, времени года, специфики питания, вида топлива, продолжительности отопи­тельного сезона, степени благосостояния населения и от многих других факторов [1]. Процесс разложения отходов имеет три составляющих – физическую, химическую и биологическую, комбинация которых приводит к формированию биологического реактора в теле свалки.

Под морфологическим составом ТКО понимают содержание от­дельных составляющих частей отходов, выраженных в процентах к их общей массе [2]. Морфологический состав ТКО колеблется по сезонам года и является индивидуальным для каждого населенного пункта в зависимости от физико-климатических факторов, развития определен­ного вида производства, уровня благоустройства населения, местных социальных, национально-этнических условий и других факторов. Происхождение   твердых   отходов   города   зависит   от   видов деятельности, осуществляемой в этом городе.

 

 

Рисунок 1 – Морфологический состав ТКО г. Алматы и Астаны

 

Ориентировочный морфологический состав ТКО для исследуемых полигонов представлен на рисунке 1.

 

Таблица 1 –  Химический состав ТКО

 

Показатель

Величина

Элементный    состав    на рабочую массу, %

 

 

Углерод

17. ..24,3

Водород

2...3

Кислород

13. ..17

Азот

0,5.. .1

Сера

0,1. ..0,2

Кальций

2 … 3

Фосфор

0,5 … 0,8

Калий

0,5 … 1

Реакция среды, рН

5 … 6,5

Влажность, % общей массы

45 … 55

 

Для изучения природы свалочного тела полигона нами также изучен морфологический состав ТКО в зависимости от срока захоронения (1-1,5; 3-5 лет захоронения – для Карасайского полигона ТКО; 20 и более лет – для полигона ТКО г.Астана). При этом следует отметить, что срок разложения отходов доходиТ для полигона ТКО г.Астана 38 лет.

Рассматривая морфологический состав ТКО в зависимости от сроков захоронения мы видим, что уже на второй год захоронения почти отсутствуют пищевые отходы, а  содержание по массе мелкой фракции увеличивается с увеличением срока захоронения с 1,5 лет до 3-х лет и более (43 и 55% соответственно).

При изучении динамики поведения морфологического состава ТКО во времени нами обнаружена следующая тенденция:  повышение доли бумажной фракции в ТКО,  пластмасс, дублированных и композиционных материалов почти на 40%, понижение доли пищевых отходов на 20%.

Фракционный состав ТКО  определяет важный показатель ТКО – их плотность при захоронении и их особое свойство – слеживаемость. В целом, размеры выделенных компонентов находились, в среднем, на уровне 50-25 мм с лимитами от 300 до 2 мм. Крупные же фракции (300-250 мм) представлены были обломками стройматериалов,  и не разложившими компонентами бытовой техники, мебели, пластмассы и др. Фракция менее 10 мм представляла собой смесь продуктов разложения ТБО, глинистые минералы, бесструктурные темно-коричневые материалы, песок, глина и почва.

Химический состав отходов определяет общее содержание веществ в ТКО. Однако процесс разложения зависит от присутствия определенных соединений. Их состав влияет на образование конечных продуктов распада и их количество (таблица 1). Так, около 45% бытовых отходов представляют собой целлюлозу и гемицеллюлозу. Эти соединения составляют около 90% потенциального образования метана.

Такое качество ТКО, как нестабильность в условиях депонирования на полигонах находится в прямой зависимости от биологической активности свалочного тела. Преобразование сложных веществ с помощью ферментативного аппарата микроорганизмов, обитающих в свалочном теле, называют биодеградацией или биоразложением. Это понятие включает трансформацию (незначительное изменение молекулы), фрагментацию (разложение сложной молекулы на более простые соединения) и минерализацию (превращение сложных веществ в простые – Н2О, СО2, Н2, NH3, CH4 и т.д.) [3]. Биодеградация отходов может происходить в аэробных и анаэробных условиях различными путями в зависимости от условий окружающей среды, химической структуры разрушаемого вещества и наличия различных биологических активностей (консорциум микроорганизмов). Наиболее активно участвуют в биоразложении отходов бактерии и грибы, основное количество которых выделено из почвы и воды. Представители бактерий относятся к различным  родам грамотрицательных и грамположительных аэробных и анаэробных микроорганизмов: Pseudomonas, Sphingomonas, Burkholderia, Alcaligenes, Acinetobacter, Flavobacterium, метаноокисляющие и нитрифицирующие бактерии (аэробные грамотрицательные), Arthrobacter, Nocardia, Rhodococcus, Bacilus (грамположительные), в анаэробной деструкции участвуют некоторые виды нитрат- и сульфатредуцирующих бактерий, метаногенные археи. Грибы, аэробно разрушающие отходы, относятся к родам Phanerochaete, Penicillium, Aspergillus, Trichoderma, Fusarium. Представители архей родов Methanobacterium, Methanospirillum, Methanosarcina, Methanosaeta в метаногенных условиях осуществляют конечные стадии биодеструкции [3].

Все процессы микробиологической деструкции органических веществ на полигоне протекают в гетерогенных условиях. Температура свалочного тела используется как индикатор работы полигона [4]. Повышение температуры до 80оС и присутствие антимикробных соединений абиотического происхождения приводят к гибели патогенной микрофлоры [5].

Таким образом, морфологический состав ТКО для различных регионов Казахстана примерно одинаков и мало отличается от состава ТКО, полученных для Карасайского полигона ТКО г.Алматы  и полигона ТКО г.Астаны.

 

Литература

 

1. Мирный А.Н., Абрамов Н.Ф., Никогосов В.А. и др. Санитарная очистка и уборка населенных мест. Справочник. Под ред. д.т.н. Мирного А.Н. Москва. Академия коммунального хозяйства им. К.Д.Памфилова, 1997. 313с.

2. Klauss M. Pilot scale field test for compostable packaging materials in the City of Kassel, Germany / M. Klauss, W. Bidlingmaier // waste management. - 2004. -№24.-P. 43-51.

3. Ohtaki A,, Effects of temperature and inoculum on the degradability of poly-caprolactone during composting] / A. Ohtaki, N. Akakura, K. Nakasaki // Polym. Degrad. Stab. - 1998. - V. 62. - P. 279-284.

4. Государственный доклад о состоянии природных ресурсов и об охране окружающей среды Республики Татарстан в 2004 г. / гл. ред. Б.Г. Петров -Казань: Изд-во «Экоцентр», 2005. - 480 с.

5. Государственный доклад о состоянии окружающей природной среды Республики Татарстан в 2000 г. / гл. ред. А.И. [Деповских. - Казань: Изд-во «Матбугат йорты», 2001.-298 с.