Оценка воздействия Бишкекского полигона твердых бытовых отходов на окружающую среду

1. Введение
Согласно концепции «устойчивого развития», закрепленной Декларацией по окружающей среде и устойчивому развитию, принятой на Конференции ООН (Рио-де-Жанейро, 1992), главная цель развития современного общества – создание условий, обеспечивающих потребности и интересы как ныне живущих, так и будущих поколений людей. В экологическом плане устойчивое развитие предполагает широкий круг мер, направленных на сохранение окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов. Одна из важнейших экологических задач – решение проблемы размещения и содержания большого количества промышленных и бытовых отходов.

В настоящее время особенно злободневной становится проблема содержания твердых бытовых отходов (ТБО) в г. Бишкек. Для города с почти миллионным населением в условиях хронического дефицита средств, которые могут быть направлены на решение проблем складирования, указанная проблема становится все более актуальной. Это обусловлено как все возрастающим количеством ТБО и площади, занимаемой для их складирования, так и динамикой морфологического состава ТБО, в которых все большую роль играют тяжелые металлы, отработанные нефтепродукты, химические вещества, в том числе приобретающие повышенную токсичность в процессе их разложения.

Полигоны ТБО становятся частью геологической среды, развиваются по законам геологического пространства в ограниченном масштабе времени при участии различных геоэкологических процессов: геохимических, гидрогеохимических, геодинамических, биогеохимических, механических и антропогенных. Следовательно, полигоны ТБО представляют собой техногенные элементы геологической среды, в которой перечисленные выше процессы сопровождаются образованием биогаза и фильтрата – активных загрязнителей вмещающих пород и грунтов, гидросферы и приземной атмосферы.

Степень опасности свалочных тел (ТБО) как техногенных элементов геологической среды во многом зависит от условий их залегания в массиве горных пород и грунтов, и характера воздействия на вмещающие породы (грунты) и подземные воды. В настоящем сообщении представлены основные результаты анализа загрязнения и миграции сточных вод из Бишкекского полигона ТБО, а также результаты оценки техногенного загрязнения грунтов в районе этого полигона, выполненные Научно-инженерным центром «Геоприбор» НАН КР.

2. Анализ загрязнения и миграции сточных вод из полигона ТБО
2.1.  Общие сведения о свалочном полигоне ТБО Бишкека

Существующий свалочный полигон ТБО в г. Бишкек – единственное на сегодняшний день место складирования отходов города и 22-х новостроек (микрорайонов). Он расположен в 10 км от города в районе бывшего завода «Красный строитель» и карьера строительных материалов (рис.1). Полигон покрывает территорию в 36 га.

Свалочный полигон функционирует с середины 70-х годов прошлого столетия и был рассчитан на эксплуатацию на протяжении 10 лет, но фактически эксплуатируется уже свыше 30 лет. Полигон был организован без соблюдения санитарных, технических и экологических норм безопасности, и в настоящее время представляет собой очаг интенсивного загрязнения окружающей среды. Основным агентом загрязнения геологической среды является фильтрат, образующийся в процессе естественного разложения твёрдых отходов и представляющий собой высокоминерализованный и токсичный продукт, содержащий в больших количествах соли тяжёлых металлов (свинца, ртути, цинка), хлор-сульфат-ионы и другие агрессивные и опасные для биоты и человека компоненты. При организации полигона не был создан гидроизолирующий слой (экран), поэтому, учитывая высокий уровень стояния грунтовых вод, высока вероятность загрязнения подземных вод указанными опасными компонентами, которые мигрируют в ближайшую гидрографическую сеть: Алаарчинские водохранилища и р. Чу (рис.1). В прошлом были зафиксированы случаи стекания фильтрата в реку на восток от свалки через цепь бассейнов. Следует отметить, что часть старого мусора и пруд фильтрата расположены в охранной зоне магистрального газопровода.

Другим опасным фактором является газогенерация биологического генезиса – преимущественно метана, окиси и двуокиси углерода. Из-за отсутствия промежуточных газоизолирующих слоёв и газоотводов пустоты в теле отходов заполняются метаном и сероводородом, концентрация которых достигает взрывопожаропасного уровня, что является причиной спонтанного возгорания отходов. Этот фактор является причиной загрязнения и интоксикации воздушной среды продуктами горения, тления, гниения и разложения отходов. Тёплым потоком воздушных масс эти продукты поднимаются на сотни метров вверх и выпадают в виде аэрозолей на большой площади вокруг свалки ТБО, в том числе на сельхозугодья и расположенные рядом с полигоном жилые посёлки (рис.1). В ноябре 2010 г. на городской свалке были отобраны разовые пробы в 4-х точках для определения концентрации загрязняющих веществ в атмосферном воздухе. В отличии от качества воздуха в городе, диоксид серы находится на высоком уровне, что позволяет сделать вывод о том, что качество воздуха в районе свалки ухудшается в первую очередь в результате выбросов от сгорания отходов (рис.2).

Таким образом, свалочный полигон ТБО г. Бишкека является источником высокого экологического риска для окружающей среды. Здесь необходимо, во-первых, организовать качественный и всесторонний геоэкомониторинг всех трёх сфер (гео-, гидро- и атмосферы); во-вторых, разработать и реализовать комплекс инженерных защитных мероприятий для локализации опасных отходов и предотвращения опасного загрязнения окружающей среды. Первым этапом всех этих мероприятий должно явиться изучение инженерно-геологических и гидрогеологических условий размещения полигона.

2.2. Гидрогеологические условия в районе полигона.

Основным агентом загрязнения геологической среды в районе полигона ТБО является фильтрат (сточные воды), образующийся в процессе естественного разложения твердых отходов и представляющий собой высокоминерализованный и токсичный продукт, содержащий в больших количествах соли тяжелых металлов, хлор-сульфат-ионы и другие агрессивные для биоты и человека компоненты (рис.2).

Как известно, при организации полигона ТБО в 1977 г тело свалки формировалось в контурах карьера строительных материалов бывшего кирпичного завода. При этом не был создан гидроизолирующий слой (экран) и поэтому, учитывая высокий уровень стояния грунтовых вод высока вероятность загрязнения подземных вод вышеуказанными токсичными компонентами, которые могут мигрировать с грунтовыми водами как в нижерасположенные водотоки (река Чу), так и в Алаарчинские водохранилища, представляющие собой естественные и искусственные дрены (рис.2).

Наибольшую опасность фильтрат представляет, попадая в грунтовые (подземные) воды, так как в этом случае он приобретает высокую миграционную способность и, может быть, вовлечен в область действия местных водозаборов и/или водохранилищ.

Рис. 6.  Космоснимки Google Earth территории, прилегающей к полигону ТБО: а) снимок 2005 г., демонстрирующий отсутствие жилых массивов и строений вокруг полигона; б) снимок района на ноябрь 2020 г., на котором видно, что полигон без всяких санитарно-защитных зон окружён плотной застройкой жилых микрорайонов.

Читать статью полностью Оценка возд ТБО на ОС

Заключение

            По итогам комплексных геоэкологических исследований и численного моделирования загрязнения грунтовых вод в районе Бишкекского полигона ТБО можно сделать следующие выводы:

• общее направление движения грунтовых вод на участке полигона твердых бытовых отходов г.Бишкек прослеживается в направлении с юго-запада на северо-восток с градиентом 0,006% в сторону руслового Нижне-Алаарчинского водохранилища.
• Грунтовые воды в районе полигона ТБО загрязнены стоками отходов. Относительная концентрация загрязнения на уровне залегания грунтовых вод определена в интервале 20-30% от начальных концентраций загрязнения сточных вод материала отходов. Загрязнение грунтовых вод в районе полигона ТБО обусловлено фактической незащищенностью водоносных горизонтов от просачивающихся сточных вод.
• В результате концентрирования мигрирующих с загрязненными сточными водами элементов произошло загрязнение грунтов в районе свалки и таким образом сформировался вторичный источник загрязнения. Концентрирование элементов обусловлено наличием в грунтах глинистых частиц и отложений, органических веществ и различными окислительно-восстановительными условиями как под свалкой, так и на прилегающих участках.
• В связи с возможностью ремобилизирования загрязняющих веществ при изменении условий их миграции принятие решений о способах рекультивации полигона ТБО необходимо основывать на данных изучения техногенного загрязнения грунтов и прогнозе загрязнения подземных вод после рекультивации.
• Очевидно, что необходимо как можно скорее разрешить насущные проблемы окружающей и социальной среды, связанные с существующим Бишкекским полигоном ТБО, а также целесообразно найти подходящую зону для утилизации отходов в будущем, когда существующий в настоящее время полигон не будет способен вмещать в себя собирающиеся отходы. Таким образом, вопрос строительства нового санитарного полигона и вопрос рекультивации существующей свалки тесно переплетаются друг с другом, в связи с чем возникает крайняя необходимость в одном общем решении двух этих проблем
• Рекультивация существующего полигона ТБО радикально снизит негативное воздействие на окружающую среду. Мера позволит снизить загрязнение грунтовых и наземных вод благодаря снижению просачивания воды за счет перепрофилирования свалки, покрытия ее верхним слоем и создания зеленых насаждений. Оставшийся фильтрат необходимо  собирать и направлять в специальный бассейн-отстойник для частичного испарения и дальнейшего направления в бассейн для фильтрата на новом полигоне.

Торгоев И.А., Алёшин Ю.Г.
Научно-инженерный центр «ГЕОПРИБОР»
Института геомеханики и освоения недр Национальной академии наук КР