Автореферат и диссертация по медицине (14.02.01) на тему:Эколого-гигиеническое обоснование показателей оценки безопасности эксплуатации полигонов твердых бытовых отходов (на примере Волгоградской области)

Актуальность проблемы

В Российской Федерации, в настоящее время накопилось более 3 млрд. тонн и ежегодно образуется еще 91 млн. тонн твердых бытовых (ТБО) и 1,9 млрд. тонн промышленных отходов (ПО), что усиливает нагрузку на окружающую среду и создает реальную угрозу состоянию здоровья населения (Онищенко Г.Г., 2009). В России, в различных регионах, в повторный оборот вовлекаются от 3 до 15% ТБО. Известно, что 85-97 % отходов по стране направляются в 1112 мест организованного складирования, которые занимают площадь более 14 тыс. га и являются источником вторичного загрязнения окружающей среды (Русаков Н.В., 2003; Русаков Н.В. и др., 2006).

Ежегодно в Волгоградской области образуется 1,46 млн тонн отходов производства и потребления. В процесс вторичной переработки отходов вовлекается 18,8%. Остальная часть складируется на свалках, полигонах, причем 60% отходов вывозится от жилого сектора и 40% от предприятий, учреждений и организаций (Доклад «О состоянии окружающей среды Волгоградской области за 2008 г»).

Свалки и территории полигонов являются источниками вторичного загрязнения сопредельных сред: атмосферного воздуха, почвы, поверхностных и подземных вод. В результате этого загрязнения возможно негативное воздействие отходов и продуктов их трансформации на здоровье человека. В этой связи чрезвычайно важным является изучение эколого-гигиенической роли полигонов и разработка мер по предупреждению вредного влияния отходов.

Эксплуатация полигона ТБО включает в себя программу производственного контроля, предусматривающая создание системы мониторинга. Главной задачей мониторинга является контроль эмиссии вредных веществ на полигоне ТБО с целью минимизации их воздействия на окружающую среду. Основными объектами мониторинга в местах обезвреживания и захоронения отходов являются атмосфера, поверхностные и подземные воды, почва (СП 2.1.7.1038-01; Беляева Ю.Л., 2004).

На полигонах ТБО должны захораниваться твердые бытовые отходы 3 — 4 класса опасности. На практике это требование выполняется не всегда. Исследования окружающей среды (атмосферного воздуха, почвы, поверхностных и подземных вод) в районе функционирования полигона ТБО г. Москвы, г. Воронежа, г. Комсомольска-на-Амуре свидетельствуют о поступлении высоко опасных веществ из отходов в природные среды (СП 2.1.7.1038-01; Грибанова Л.П. и др., 1987; Луконина O.A., Булгаков Е.С., Старцев О.И., 2000; Архипов Б.С., Козлов С.А., 2000; Довгань С.А., 2001). Однако являются ли эти вещества продуктами разложения отходов, либо входят в состав отходов неизвестно. В доступной литературе отсутствуют данные по организации системы оценки влияния захораниваемых отходов на окружающую природную среду, включающее в себя изучение экологической опасности и определения класса опасности отходов.

Характер процессов разложения ТБО в толще полигона, скорость их протекания, количества образующихся на разных стадиях биогаза и фильтрата, их состав и продолжительность выделения зависят от множества факторов, главными из которых являются:

• климатические и геоэкологические условия расположения полигона;

• морфологический и химический составы завезенных отходов;

• условия складирования отходов (площадь, объем, глубина полигона);

• влажность, плотность, реакция pH, температура полигона.

До сих пор не проводилась санитарно-гигиеническая оценка эксплуатации полигона твердых бытовых отходов с учетом региональных особенностей и в условиях резко континентального климата. Для разработки санитарно-защитных мер по предупреждению негативного воздействия полигона на окружающую природную среду и здоровье населения необходимо учитывать климатические, геологические, гидрогеологические условия. Климат Волгоградской области характеризуется резкой континентальностью (зимой температура воздуха достигает -30-35 °С, летом - +40-44 °С, на почве - до 70°С), высокой интенсивностью солнечной радиации, ветровым режимом. В геологическом и гидрогеологическом строении наблюдаются явления просадки, плоскостного смыва, близость к поверхности грунтовых вод, подтопление.

Санитарно-гигиенические и экологические требования к устройству и содержанию полигонов ТБО выполняются крайне редко. В большинстве случаев не предусматриваются изолирующие защитные экраны чаш складирования отходов, нарушается технология складирования отходов, отсутствует подъездная дорога к полигонам, разрушены или полностью отсутствуют ограждения полигонов, не проводятся мероприятия по очистке сточных вод и фильтрата, нарушены нормы охранных санитарно-защитных зон (Синяков В.Н., Беляева Ю.Л., Кузнецова C.B., 2004; Гумарова Ж.Ж., 2006).

Нарушение правил эксплуатации полигонов приводит к загрязнению атмосферы, почвы, поверхностных и грунтовых вод, способствуют распространению грызунов, насекомых, патогенной микрофлоры.

Не выполнение технологии эксплуатации современного полигона ТБО вызывает миграцию в подземные и поверхностные водоисточники, почву, фильтрата с концентрацией загрязнителей в 10-100 раз выше, чем в хозяйственно-бытовых сточных водах; загрязнение атмосферы метаном, углекислым газом, окислами азота и другими компонентами свалочного газа; распространение грызунов, насекомых, гельминтов, патогенной микрофлоры.

Образующиеся в Волгоградской области отходы производства и потребления размещаются на 446 полигонах, общей площадью 1,463 тыс. га. Ориентировочно на свалках накоплено 32198 тыс. тонн отходов, при ежегодном приросте 1576 тыс. тонн (Государственный доклад «О санитарно-эпидемиологической обстановке в Волгоградской области за 2005 г»). При этом подавляющее большинство объектов по захоронению отходов не имеет проектной документации, противофильтрационных покрытий, обваловки полигонов. Объекты размещения ТБО не охраняются, не ведется учет поступающих отходов. Территории полигонов и свалок являются источниками вторичного загрязнения сопредельных сред: атмосферного воздуха, почвы, поверхностных и подземных вод (Гринин A.C., Новиков В.Н.,2002; Русаков Н.В., 2003; Синяков В.Н., Беляева Ю.Л., Кузнецова C.B., 2004; Гумарова Ж.Ж., 2006; Гумарова Ж.Ж., Русаков Н.В., 2006). Наблюдаются случаи возгорания и поджогов полигонов и свалок. Взаимодействие перечисленных факторов формирует неблагоприятную экологическую ситуацию и представляет потенциальную угрозу здоровью населения и объектам окружающей природной среды.

Вместе с тем, потенциальное воздействие полигонов ТБО на окружающую среду и здоровье населения пока изучено недостаточно. Имеются фрагментарные исследования, посвященные изучению состояния атмосферного воздуха, воды, почвы в районе функционирования полигона ТБО. При этом отсутствуют работы, посвященные комплексному изучению воздействия функционирующего полигона на окружающую среду. До сих пор не проводилась санитарно-гигиеническая оценка эксплуатации полигона твердых бытовых отходов с учетом климато-геологических (гидрогеологических) особенностей региона. Для разработки санитарно-защитных мер по предупреждению негативного воздействия полигона на окружающую природную среду и здоровье населения необходимо учитывать климатические, геологические, гидрогеологические условия.

Кроме того, практически не проводилась санитарно-токсикологическая оценка полигона ТБО. Все это аргументирует необходимость проведения научно обоснованной комплексной оценки безопасности эксплуатации полигона твердых бытовых отходов.

Цель работы: эколого-гигиеническое обоснование показателей оценки безопасности эксплуатации полигонов твердых бытовых отходов для корректировки программ производственного контроля.

Для достижения этой цели были поставлены основные задачи:

1. Характеристика климатических, геологических, гидрогеологических особенностей в районе функционирования полигона.

2. Эколого-гигиеническая оценка функционирующего полигона твердых бытовых отходов.

3. Определение содержания вредных веществ в объектах окружающей среды (атмосферном воздухе, поверхностных и подземных водоисточниках, почве) в районе эксплуатации полигонов ТБО.

4. Эколого-токсикологическая оценка твердых бытовых отходов на исследуемом полигоне.

5. Обоснование корректировки схемы эколого-гигиенической оценки безопасной эксплуатации полигона твердых бытовых отходов с учетом дополнительных показателей в условиях Волгоградской области.

Научная новизна. Комплексными эколого-токсикологическими исследованиями установлено, что в районе эксплуатации полигона твердых бытовых отходов, миграция вредных веществ из захораниваемых твердых бытовых отходов в объекты окружающей происходит с учетом климатических, геологических, гидрогеологических особенностей.

Специфическими показателями вредного влияния полигона ТБО, в условиях Волгоградской области, является поступление в атмосферный воздух диоксида азота, диоксида серы, формальдегида, фенола, четыреххлористого углерода, бензола; в поверхностные и подземные водоисточники — железа, сульфатов, лития, магния.

Научно обоснованна корректировка схемы эколого-гигиенической оценки безопасности эксплуатации полигона твердых бытовых отходов с учетом дополнительных (специфических) показателей и путями миграционных процессов (атмосферный воздух, поверхностные и подземные водоисточники) на примере Волгоградской области.

Практическая ценность и внедрение результатов работы

В условиях климатических, геологических, гидрогеологических особенностей Волгоградской области, размещаемые на полигоне ТБО вещества Н1-1У класса опасности, могут в результате процессов разложения образовывать высоко опасные вещества (четырёххлористый углерод, формальдегид, фенол).

Это необходимо учитывать при проведении санитарно-гигиенической и эколого-гигиенической оценки эксплуатации полигона ТБО.

Разработан нормативный документ - Методические рекомендации «Особенности организации и проведения исследований, входящих в комплекс мероприятий по производственному контролю за эксплуатацией полигона твердых бытовых отходов» МР № 2.1.7.1-09, который регламентирует осуществление мониторинговых исследований функционирующих полигонов ТБО.

Научно обоснована схема проведения санитарно-гигиенической и эколого-токсикологической оценки полигона твердых бытовых отходов. Предложенная схема может быть использована предприятиями при корректировке программы производственного контроля в целях безопасной эксплуатации полигонов твердых бытовых отходов. Территориальные органы и организации Роспотребнадзора могут использовать схему в целях обеспечения санитарно-эпидемиологического благополучия населения.

Материалы работы докладывались: на межрегиональной научно-практической конференции «Современные проблемы утилизации отходов», Волгоград, 2007 г.;

- на Всероссийской научно-практической конференции «Социально-медицинские аспекты экологического состояния Центрального экономического района России», г. Тверь, 2007 г.;

- на ежегодных научных сессиях Волгоградского Государственного Медицинского Университета, Волгоград, 2006, 2007 гг.

Положения, выносимые на защиту:

1. Определены типичные для функционирующих полигонов твердых бытовых отходов дефекты их эксплуатации. Негативное воздействие на окружающую среду эксплуатируемого полигона усугубляется климатическими, геологическими, гидрогеологическими особенностями, характерными для Волгоградской области.

2. Выявлено негативное влияние полигона ТБО на объекты окружающей среды в районе их эксплуатации (атмосферный воздух, поверхностные и подземные водоисточники).

3. Подтвержден класс опасности ТБО - Ш-1У. Однако выполненные исследования показали, что климатические, геологические, гидрогеологические особенности состояния природных сред могут привести к образованию в составе ТБО веществ 1-Й класса опасности (четырёххлористый углерод, формальдегид, фенол).

4. Специфическими показателями оценки влияния полигонов ТБО, в условиях Волгоградской области являются: в атмосферном воздухе — диоксид азота, диоксид серы, фенол, формальдегид, четыреххлористый углерод, бензол; в воде водных объектов и подземных источников — сульфаты, магний, железо, литий.

5. Научно обоснована возможность корректировки программ производственного контроля по эксплуатации полигонов твердых бытовых отходов с учетом дополнительных показателей в условиях резко континентального климата (на примере Волгоградской области).

выводы

1. Типичные для функционирующих полигонов дефекты их эксплуатации (отсутствие согласованного с органами Роспотребнадзора списка захораниваемых отходов, защитного противофильтрационного экрана, пруда-испарителя, не регулярное соблюдение технологии промежуточной изоляции захораниваемых отходов, сокращение радиуса СЗЗ) усугубляются климатическими, геологическими, гидрогеологическими особенностями региона.

2. Существующая санитарно-защитная зона полигона не обеспечивает стабильного достижения на границе СЗЗ и за ее пределами в рамках и ниже нормативных требований техногенного воздействия. На территории СЗЗ, в атмосферном воздухе, обнаружены вещества: диоксид азота (в 1,73,3 раз выше ПДК), аммиак (в 2,5-3,8 раз выше ПДК), диоксид серы (в 3,0-4,6 раз выше ПДК), формальдегид (в 2,7-10,0 раз выше ПДК), фенол (в 1,6-2,3 раз выше ПДК), четыреххлористый углерод (в 1,7-3,6 раз выше ПДК). На территории населенного пункта обнаружены вещества: диоксид азота (в 3,5-5,0 раз выше ПДК), диоксид серы (в 1,3-6,0 раз выше ПДК), аммиак (в 2,5-3,8 раз выше ПДК), формальдегид (в 6,0-93,3 раз выше ПДК), фенол (в 1,7-23,0 раз выше ПДК), четыреххлористый углерод (в 1,5-3,3 раз выше ПДК). В атмосферном воздухе вблизи полигона выявлено повышенное содержание метана (в 1,4-2,1 раза), меркаптана (в 15,0 раз выше ПДК).

3. Миграция вредных веществ из ТБО в почвенные покровы исследуемого радиуса, минимальна и не представляет опасности при загрязнении почвы.

4. Устройство полигона не обеспечивает в полном объеме безопасность водоисточников от загрязнения. Поверхностные и грунтовые воды в районе функционирования полигона обладают высокой минерализацией (в 1,1-2,0 раза выше санитарного норматива), вызванной сверхнормативным содержанием в них хлоридов и сульфатов. Водномиграционная опасность полигона для водных объектов связана также с содержание в них металлов: железа (в 2,9-341,7 раз выше ПДКВ.В.), лития (в 1,1-4,7 раз выше ПДКВ.В.) и магния (в 1,03-1,30 раз выше ПДКВ.В.).

5. Твёрдые бытовые отходы, захораниваемые на изучаемом полигоне и относящиеся к Ш-1У класса опасности в условиях климатических, геологических, гидрогеологических особенностей региона образуют высоко опасные вещества II класса опасности.

6. Специфическими показателями оценки влияния полигонов ТБО на объекты окружающей среды Волгоградской области являются: в атмосферном воздухе - диоксид азота, диоксид серы, фенол, формальдегид, четыреххлористый углерод, бензол; в воде водных объектов и подземных источников — сульфаты, магний, железо, литий.

7. Теоретически обоснована корректировка схемы эколого-гигиенической оценки функционирующего полигона ТБО, позволяющая включать в программу производственного контроля дополнительные показатели (диоксид азота, диоксид серы, фенол, формальдегид), в целях безопасной эксплуатации полигонов в условиях резко континентального климата.

ГЛАВА 7. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ И ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Актуальность работы аргументирована практическим отсутствием работ по комплексной оценке воздействия полигона, на котором захораниваются твёрдые бытовые отходы, на окружающую среду и выявления эколого-токсикологической опасности этих отходов в лабораторных условиях. Существует методическая схема оценки экологической и минеролого-географической опасности полигонов в разных регионах России, которая позволяет дать количественную характеристику их комплексного воздействия на окружающую среду (Гринин A.C., Новиков

B.Н., 2002; Сметанин В.И., 2003, Синяков В.Н, Беляева Ю.Л., Кузнецова

C.B., 2004) и данные ряда гигиенических исследований воздействия полигона ТБ и ПО на среду обитания населения Московского региона (Дроздова Т.В., 2004).

Анализ литературных данных подтверждает остроту проблемы, связанную с загрязнением воздуха, поверхностных и грунтовых вод, почв в результате миграции токсичных веществ из захораниваемых отходов (Русаков Н.В., 1995; Русаков Н.В., 1998; Гринин A.C., Новиков В.Н., 2002; Русаков Н.В., 2003; Синяков В.Н, Беляева Ю.Л., Кузнецова C.B., 2004; Дроздова, Т.В., 2004; Грибанова Л.П., 2006; Русаков Н.В., 2006; Десяткова К.С., 2006). В научной литературе есть сведения об исследованиях, оценивающих уровни воздействия функционирующих полигонов на окружающую природную среду, и не упоминается о предварительной лабораторной оценке токсичности самих бытовых отходов и выявлении в модельных условиях миграционных процессов.

При решении вопроса о возможном захоранивании твёрдых бытовых отходов должны приниматься во внимание региональные особенности Волгоградской области: климатические (резко континентальный климат, частые температурные инверсии, отсутствие длительного весеннего периода, высокая интенсивность солнечной радиации, ветровой режим) геологические (просадка грунтов, плоскостной смыв), гидрогеологические (близость грунтовых вод, высокая проникающая способность водоносных горизонтов, подтопление). Должна также учитываться миграция вредных веществ в атмосферный воздух и воду в сочетании с высокой антропогенной нагрузкой на природные объекты. Поэтому для адекватной оценки воздействия полигонов ТБО на окружающую среду необходимо сначала в лабораторных условиях изучить процессы вымывания вредных веществ из отходов.

Работы, посвященные эколого-гигиенической оценке полигонов захоронения ТБО не многочисленны. Проведенный анализ литературных данных показал, что для нашей страны проблема гигиенического контроля за утилизацией отходов актуальна, особенно на этапе предварительной лабораторной оценки потенциальной опасности отходов.

Бытовые отходы содержат вредные органические и неорганические вещества, которые, будучи недостаточно химически связанными, могут вымываться или испаряться в окружающую среду. Поэтому при решении вопроса о возможности применения того или иного метода их утилизации необходима эколого-гигиеническая оценка, как самих отходов, так и функционирующего полигона.

Обобщая методические подходы оценки полигонов ТБО (Русаков Н.В., 1993; Гринин A.C., Новиков В.Н., 2002; Синяков В.Н, Беляева Ю.Л., Кузнецова C.B., 2004), нами были сформулированы два этапа исследований, необходимые для оценки эколого-гигиенической опасности действующего полигона: санитарно-токсикологический (предварительный, лабораторный) и этап проведения мониторинга объектов окружающей среды в районе места захоронения ТБО.

Для апробации методической схемы оценки и детальной проработки всех ее этапов были проведены лабораторные исследования, для которых были выбраны бытовые отходы, захораниваемые на полигоне в течение многих лет, и 3-х летний мониторинг состояния объектов окружающей природной среды в зоне воздействия полигона.

Санитарно-гигиеническая оценка действующего полигона ТБО «Центральный» выявила, что он функционирует в соответствии с требованиями СП 2.1.7.1038-01. Полигон разделён на две зоны: административно-хозяйственную и карты захоронения отходов. Хозяйственная зона и подъездные дороги имеют цементобетонное покрытие, временные дороги по территории полигона делаются из дорожных плит. Полигон ТБО имеет ограничивающие его по периметру траншею и насыпной вал. Для перехвата и отведения дождевых и паводковых вод по границе полигона предусматривается водоотводная канава.

С 2007 г. на полигоне вступил в работу комплекс пересортировки ТБО, предназначенный для выбора из отходов вторичного сырья (бумага, картон, текстиль, лом черных и цветных металлов и т.д.). Вторичное сырьё направляется другим предприятиям на переработку, а оставшиеся отходы отправляются на полигон. Разделение отходов позволяет уменьшить территорию, отводимую под захоронение, и снизить загрязнение вредными химическими веществами сопредельных сред.

На полигоне ТБО имеется ряд нарушений гигиенических требований, предъявляемых к местам захоронения мусора. В основании изучаемого полигона лежат суглинистые почвы, из которых сделан противофильтрационный экран, не справляющийся с защитными функциями, и как следствие, происходит загрязнение грунтовых вод. В связи с этим необходимо использование экрана из полимерного материала. По периметру территория полигона не имеет ограждения, что приводит разносу мусора и засорению примыкающих участков земли. На полигоне отсутствует пруд-испаритель для очистки сточных вод, и для необходимого в нашем регионе ежедневного увлажнения ТБО используется загрязнённая вода, прошедшая только механическую очистку. На полигоне отсутствует обязательная, согласно СП 2.1.7.1038-01, контрольно-дезинфекционная установка для обезвреживания ходовой части машин.

Захораниваемые отходы в соответствии с требованиями санитарных правил должны ежедневно уплотняться и засыпаться промежуточным изолирующим слоем (грунтом). Однако эти требования не всегда выполняются, что является одной из причин возникающих на полигоне пожаров.

Санитарно-защитная зона полигона «Центральный» составляет 370 м. Согласно исследованиям Грибановой Л.П. и др., (1987) зона интенсивного влияния свалки на поверхностный водоток простирается на 400-500 м. В отобранных пробах отмечается повышение минерализации воды (в 10-20 раз); концентрация сульфатов в 2-3 раза превышает фоновый уровень, хлоридов - в 40-60 раз.

Тяжелые металлы (цинк, свинец, медь, хром, никель) в почве, в концентрациях, превышающих фоновые значения, в районе полигона, обнаруживаются на расстоянии от 500 м до 1,5 км (Синяков В.Н, Беляева Ю.Л., Кузнецова C.B., 2004). По сведениям Лукониной O.A., Булгакова Е.С. и Старцева О.И. (2000) загрязнение поверхностных водоемов фиксируется в радиусе до 500 м от полигона. Минерализация поверхностных вод превышает ПДК в 2,5-5,7 раз.

При исследовании полигонов Волгоградской области, согласно монографии Синякова В.Н., Беляевой Ю.Л., Кузнецовой C.B. (2004), установлено, что процесс выноса твердых и газообразных веществ (формальдегид, бензол, толуол, ксилол, взвешенные вещества, оксиды цинка, меди, марганца, никеля), содержащихся в отходах наблюдается на расстоянии до 500 м от свалки.

Список захораниваемых отходов не согласован с органами Роспотребнадзора. В процессе нашей работы нами были проведены лабораторные исследования ТБО с целью выявления их эколого-токсикологической опасности и определения их возможного воздействия на окружающую природную среду.

В ходе экспериментальных исследований выяснилось, что твёрдые бытовые отходы, захораниваемые на данном полигоне, можно отнести к IV классу опасности - малоопасным химическим веществам, не оказывающим раздражающего действия на кожу и слизистые оболочки глаз теплокровных животных, не влияющие негативно на проростки высших растений, но оказывающие токсическое действие на гидробионтов. Они могут быть вероятностным источником поступления в окружающую среду, в результате водной миграции, металлов: железа, кадмия, свинца.

В работе Дроздовой Т.Н. (2004), отсутствуют сведения об эколого-токсикологических исследованиях захораниваемых отходов. При размещении отходов на полигонах, в толще ТБО, в результате сложных процессов биологического, химического разложения соединений, входящих в состав отходов, образуются новые вещества, не идентифицированные раннее. В результате класс опасности размещаемых отходов может поменяться. Целесообразным представляется изучение экологической опасности и определения класса опасности захораниваемых отходов.

Основным опасным фактором воздействия полигонов ТБО на окружающую среду и человека является химический, выражающийся в выделении вредных веществ с эмиссиями фильтрата и биогаза.

По мнению Грибановой Л.П. (2006), по мере механического уплотнения отходов усиливаются анаэробные процессы с образование биогаза, который через толщу отходов выделяется в атмосферный воздух, загрязняет его и является причиной угнетения растительности.

Установлено, что для интенсификации процессов биологического разложения органических веществ в теле полигона необходимо поддерживать влажность ТБО на уровне 50-70 %. Поэтому в засушливых районах, например в нашем регионе, фильтрат подается на поверхность полигона, и в результате повышается эффективность свалки как генератора биогаза (Десяткова К.С., 2006).

При исследовании всех проб воздуха, отобранных в 2005-2007 гг. на полигонах Кировского района и «Центральный», нами было выявлено превышение гигиенического норматива по взвешенным веществам в атмосферном воздухе. При этом выявлена закономерность: чем ближе к полигону, тем больше превышение (на полигоне «Центральный»: в 3,7-18,0 раза на расстоянии 10 м от полигона и 2,5-2,8 в центре хутора Овражный; на полигоне Кировского района: в 2,3 -3,9 раза на расстоянии 200 м от полигона и в 2,7-3,1 раза на расстоянии 500 м от полигона). Это позволяет предположить, что подобный факт является результатом функционирования полигона.

Основным составным компонентом биогаза является горючий газ метан (основной продукт анаэробного разложения отходов). Превышение гигиенического норматива (в 1,4-2,1 раза) по этому показателю обнаружено только вблизи полигона «Центральный». По данным Батраковой Г.М. и др. (2003) оценка эмиссии метана со старых участков захоронения твёрдых бытовых отходов позволила определить содержание в атмосферном воздухе данного соединения в 3-6 раз выше фоновых. Авторами установлена зависимость концентрации метана от времени года, в зимний период концентрация выше. Возгорание метансодержащих смесей газа свалок и воздуха, по мнению Синякова В.Н, Беляевой Ю.Л., Кузнецовой C.B. (2004) может явиться причиной пожара на полигоне.

Почти во всех проанализированных пробах выявлено повышенное содержание диоксидов азота (в 1,7-15,3 раз на полигоне «Центральный» и в 1,4-3,9 раз на полигоне Кировского района) и серы (в 1,3-17,6 раз на полигоне «Центральный» и в 1,7-3,2 раза на полигоне Кировского района). В 2006 году на полигоне «Центральный» зафиксировано превышение концентрации меркаптана в 15 раз. Эти соединения являются продуктами разложения захораниваемых отходов и их концентрации в воздухе на расстоянии 10 м от полигона значительно выше, чем в центре хутора Овражный.

В пробах воздуха, отобранных вблизи полигона «Центральный», обнаружено содержание ряда компонентов выше санитарных нормативов: оксида углерода, основного продукта аэробного разложения органических соединений, и сероводорода, являющегося также продуктом биологического разложения ТБО. Аммиак, повышенное содержание которого обнаружено как на расстоянии 10 м от полигона (в 3,75-238,5 раз), так и в воздухе хутора Овражный (в 3,5-5,0 раз), может быть конечным продуктом процессов метаболизма, протекающих под действием микроорганизмов в массе отходов. Превышение аммиака зафиксировано и в атмосферном воздухе на полигоне Кировского района: на расстоянии 200 м от полигона в 4,0-10,5 раз, на расстоянии 500 м в 2,0-8,5 раз).

Практически во всех пробах воздуха, отобранных в 2005-2007 гг. на полигоне «Центральный» как в непосредственной близости от полигона, так и в центре населенного пункта, определяется превышение гигиенических нормативов по содержанию четырёххлористого углерода (в 1,5-3,6 раза), формальдегида (в 2,6-110 раза) и фенола (в 1,6-50,0 раза). В пробах воздуха, отобранных на полигоне Кировского района в 2005-2007 гг. содержание фенола и формальдегида также превышает ПДК в 2,0-3,0 раза и в 2,3-10,7 раз соответственно. Появление в атмосферном воздухе данных органических соединений может быть следствием испарения их из захороненных на полигоне отходов, например разломанной и разрушенной мебели, из остатков лакокрасочных материалов (например, растворителей) и т.п., а также в результате работы дизельных двигателей автотранспорта полигона. Согласно результатам лабораторных исследований, представленным в монографии Синякова В.Н, Беляевой Ю.Л., Кузнецовой C.B. (2004), в атмосферном воздухе в районах функционирования полигона ТБО Тракторного района и полигона промышленных отходов тракторного завода регистрируется повышенное содержание (в 1,5-1,7 раза) фенолов и формальдегида. Из захороненного мусора могут выделяться такие вещества как бензол, толуол, ксилол, хлороформ, входящие в состав средств бытовой химии, лакокрасочные материалы и т.д.

Сопоставляя уровни содержания вышеперечисленных веществ и их номенклатуру, можно сделать вывод, что большинство этих веществ мигрируют из отходов и являются продуктами их биологического разложения. Максимально высокие уровни содержания вышеназванных веществ наблюдались на расстоянии 10 м (полигон «Центральный») и 200 м (полигон Кировского района) от свалки в концентрациях, превышающих гигиенический норматив в атмосферном воздухе, и с увеличением расстояния от источника загрязнения уровни содержания веществ в воздухе снижаются. Следовательно, можно сделать вывод, что они в основном являются либо продуктами разложения отходов на полигоне, либо составными компонентами захороненных отходов и попадают в атмосферный воздух в результате воздушно-миграционных процессов.

При сравнении полученных результатов исследования атмосферного воздуха в районе полигонов Волгоградской области с данными Дроздовой Т.В. (2004) по загрязнению атмосферного воздуха в районе полигона Московского региона (полигон ТБО и ПО «Дмитровский) выявлено, что воздушный бассейн в районе полигонов ТБО загрязнен веществами: оксидом углерода, аммиаком. Появлению в воздухе в районе функционирования полигонов Волгоградской области диоксида азота, диоксида серы, четыреххлористого углерода, формальдегида, фенола способствуют климатические условия региона, выявленные дефекты технического устройства полигона и его технологии. Резко континентальный климат, высокая интенсивность солнечной радиации, повышение температуры воздуха в летнее время, ветровой режим, способствуют образованию токсичных веществ из захораниваемых ТБО, поступлению и рассеиванию их в атмосфере.

Исследование почвенного покрова в течение 3-х лет полигонов Кировского района и «Центральный» показал, что фактическое содержание таких веществ, как свинец, цинк, медь, никель, кадмий, ртуть, нитраты, ГХЦГ и ДДТ в почвогрунтах на самих полигонах, в санитарно-защитной зоне места захоронения и на границе населенного пункта («Центральный») не превышает значений ПДКп этих соединений. Это можно объяснить тем, что загрязнение почв наиболее вероятно при размещении полигонов в виде насыпи на поверхности. Ряд исследователей отмечают, что водный перенос является преобладающим по отношении к атмосферному, так что рвы, канавы в районе полигона будут существенной преградой для загрязнения почв (Грибанова Л.П., 2006).

Следует отметить, что содержание мышьяка в верхнем слое почвогрунтов полигона «Центральный» как в непосредственной близости от места захоронения ТБО, так и на границе хутора Овражный превышает соответствующий гигиенический норматив и находится на одном уровне. Следует учитывать тот факт, что фоновое содержание мышьяка в каштановых почвах, характерных для нашего региона, составляет 5,2-5,6 мг/кг, поэтому в качестве гигиенического норматива следует использовать ОДК на уровне 5 мг/кг (Доклад о состоянии окружающей среды Волгоградской области в 2006 г., Волгоград, Панорама, 2007. - 256 е.). Этот факт позволяет говорить о его поступлении в грунт не вследствие негативной миграции элемента с территории функционирующего полигона.

Следовательно, данные полигоны не являются основным фактором загрязнения почвогрунтов в районах их функционирования.

Огромное влияние на уровни загрязнения почвы оказывают выбросы в атмосферный воздух, перенос химических и органических загрязнителей с поверхности полигонов ТБО воздушными потоками с осаждением и накоплением их в почве. По данным Дроздовой Т.Н. (2004), почвы в районе полигона, в радиусе от 1,0 до 1,5 км загрязнены металлами: свинцом, марганцем, цинком, никелем, медью, в концентрациях, превышающие ПДК в 1,1 - 187 раза.

Таким образом, миграция вредных веществ из ТБО полигона «Центральный» в почвенные покровы исследуемого радиуса, минимальна и не представляет опасности при загрязнении почвы.

Полигоны оказывают негативное воздействие на все составляющие окружающей среды, но в большей степени подвержена их влиянию водная среда. Так как изучаемый нами полигон не имеет полимерного противофильтрационного экрана и завершенной системы сбора фильтрата, то происходит загрязнение поверхностных и грунтовых вод в результате фильтрации атмосферных осадков через толщу отходов. Тем более что геологическое и гидрогеологическое строение региона этому способствуют.

Основным агентом воздействия полигонов на поверхностные и подземные воды является фильтрат, мутная тёмно-коричневая жидкость с неприятным запахом и содержащая в своём составе нефтепродукты, ароматические углеводороды, амины, хлоруглероды, спирты, кислоты, большое количество тяжёлых металлов. Минерализация фильтрата достигает

•2 десятков мг/дм (Щербо А.П., 2002; Десяткова К.С., 2006; Гумарова Ж.Ж., Русаков Н.В., 2006; Гумарова Ж.Ж., 2006).

Сравнивая результаты анализов воды из поверхностных водоисточников балки Мокрая Мечётка до их слияния со стоком с полигона и после этого за все годы наблюдений, можно констатировать повышенную в 1,3-1,8 раза минерализацию и большое содержание, в 1,03-1,3 раза выше гигиенического норматива, ионов магния. Поскольку на свалке применяется технология увлажнения захораниваемых отходов фильтратом, это и приводит к увеличению минерализации воды. Более высокая минерализация может также объясняться содержанием в воде выше гигиенического норматива сульфатов (в 1,09 раза) и хлоридов (в 1,03-1,5 раза). Существующие на полигоне глинистый экран и обводная канава не могут полностью предотвратить загрязнение поверхностных и грунтовых вод фильтратом с полигона.

По данным Синякова В.Н, Беляевой Ю.Л., Кузнецовой C.B. (2004), породообразующими минералами глин, характерных для нашего региона, являются гидрослюды (монтмориллонит и, в отдельных случаях, каолинит) -источники водорастворимых солей, в первую очередь, сульфатов и хлоридов.

Следует учесть, что минерализация и содержание магния выше гигиенического норматива определяются и выше полигона. По данным литературы глины обладают высокой емкостью поглощения и в поглощённом комплекс преобладают ионы кальция и магния (В.Н Синяков, Ю.Л. Беляева, C.B. Кузнецова, 2004г.). Соединения магния, в том числе хлориды и сульфаты, используются в производстве цементов и бетонов и изделий из них, в производстве огнестойкой продукции: тканей, древесины. Этим можно объяснить загрязнение поверхностных вод из других источников (рядом в промышленной зоне города производство железобетонных изделий), а также высоким фоновым содержанием элемента. Следует отметить, что оба показателя выше в пробах воды, отобранных в балке Мокрая Мечётка ниже полигона.

В поверхностных водах района функционирования полигона «Центральный» в балке Мокрая Мечётка до слияния со стоком с полигона в разные годы наблюдения обнаруживалось повышенное содержание хлоридов (в 1,2 раза в 2005 г., в 1,5 раза в 2007 г.), железа (в 1,2 раза в 2006 г.), лития (в 2,4 раза в 2006г, в 2,2 раза в 2007 г.). В поверхностных водах также регистрировались единичные превышения концентрации кальция (в 1,05 раза в 2007 г.) и пограничное значение величины БПК5.

Предварительные данные об опасности отходов для окружающей природной среды, сведения о составе фильтрата и его измерениях во времени, по мнению Синякова В.Н., Беляевой Ю.Л., Кузнецовой C.B. (2004), можно получить экстрагированием образца отхода только в условиях лаборатории.

В нашем лабораторном эксперименте было определено, что из захораниваемых отходов могут вымываться железо, кадмий и свинец. При проведении мониторинга поверхностных вод было установлено, концентрация железа в водах поверхностных водоисточников после слияния со стоками полигона выше, чем до слияния. Тот факт, что не обнаружены превышения по содержанию кадмия и свинца, но зато выявлено превышение по содержанию лития, говорит о необходимости продолжить лабораторные исследования в расширенном объеме по изучению процессов миграции и определению опасности ТБО. Это позволит сделать программу производственного контроля более объективной и информативной.

Выявленные превышения в содержании лития, как в поверхностных, так и в подземных водах на одном уровне (в 2,2-2,8 раза больше ПДКВЛ}.) говорят о его высоком фоновом содержании в подземных водах. Превышение показателей БПК5 в поверхностных водах ниже полигона, говорит об увеличении общего количества микробиологических организмов.

Таким образом, анализируя уровни содержания ряда химических соединений (магния, железа, лития, сульфатов, хлоридов) в пробах воды из поверхностных водоисточников до слияния со стоками с полигона и после, можно оценивать полигон ТБО как источник негативного воздействия на воду поверхностных водоемов.

С 2006 г. в программу производственного контроля был включен мониторинг грунтовых вод.

Все пробы грунтовых вод за 2006-2007 гг., также как поверхностные, характеризуются повышенной минерализацией воды (увеличение от 1,1 до

2,4 раза), которая объясняется высоким содержанием сульфатов и хлоридов, а также систематическим превышением концентраций железа (в 2,9-341,7 раза) и лития (в 1,1-4,7 раза). Причем если содержание железа в грунтовых водах ниже полигона стабильно выше «фоновых» значений (что можно объяснить вымыванием элементов из металлсодержащих отходов), то обнаруженный на одном уровне литий свидетельствует об общем высоком уровне содержания этого элемента в водах нашего региона.

В пробах воды, отобранных в 2006 г. выше полигона, на его границе и ниже полигона, определено повышенное содержание аммиака и аммоний-иона, а также высокие значения БГЖ5. Аммиак является продуктом метаболизма сельскохозяйственных и промышленных производств. Он таюке является индикатором возможного бактериального загрязнения (Руководство по контролю качества питьевой воды. Т. 1. Женева, ВОЗ, 1994. - 256 е.). В большинстве проб грунтовых вод, таюке как и поверхностных, определено превышение по содержанию ионов магния, что говорит о высоком фоновом уровне содержания этого элемента.

Повышенная минерализация подземных вод и высокие уровни (больше ПДКВ.В.) содержания в них хлоридов, сульфатов, магния, лития и железа, характерные для всех проб, отобранных из скважин и колодца, позволяют предположить их поступление не только с полигона, но и из других источников.

Таким образом, повышенные уровни содержания соединений в поверхностных водоемах и грунтовых водах позволяют рассматривать полигон как реальный источник поступления токсикантов в водные объекты.

Анализируя данные литературы о результатах мониторинга вод в зонах влияния полигонов ТБО в Подмосковье, Перми, Комсомольске-на-Амуре, где также отмечается высокая минерализация вод и большое содержание хлоридов, можно предположить поступление вредных веществ в водоёмы со сточными водами полигона. Согласно данным O.A. Лукониной, Е.С.

Булгакова, О.И. Старцева (2000) поверхностные воды в зоне влияния полигона «Саларьево» содержат тяжёлые металлы в концентрациях, превышающих гигиенические нормативы марганец в 2-14,9 раз, титан в 29,4 раза, хром в 2,6 раза, барий в 1,1-1,75 раза. При исследовании полигона ТБО и ПО «Дмитровский» (Дроздова Т.В., 2004) в воде водоносных горизонтов и поверхностных водоемах в количествах, превышающих ПДК в 1,1-1118 раза определены: алюминий, барий, бериллий, кадмий, марганец, железо, свинец, титан.

Выявленные в воде поверхностных и подземных источников полигона ТБО Волгоградской области («Центральный») магний, железо, сульфаты, литий, в концентрациях превышающих ПДК, обусловлены дефектами технического и технологического обустройства полигона, климатическими, геологическими, гидрогеологическими условиями региона. Знойное лето усиливает процессы химического и биологического разложения соединений, входящих в состав отходов, способствует образованию токсичных веществ в жидкой и коллоидной форме. Образующиеся опасные вещества поступают в фильтрационные воды полигона, и с ними в подземные и поверхностные водоисточники вследствие недостаточности геологического барьера, просадочных процессов грунтов.

Данные, полученные в ходе санитарно-химических исследований отобранных проб воздуха, почвы, воды, подтверждают, что полигоны являются объектами, оказывающими негативное опасное воздействие на окружающую природную среду (воздух и водоемы).

Весь экспериментальный материал, полученный при выполнении настоящей работы, позволил скорректировать комплексную методическую схему эколого-гигиенической оценки функционирующего полигона ТБО (таблица 7.1).