|
|
Вводная лекция
Раздел 6. Рекультивация техногенно-загрязненных и нарушенных городских территорий
^ Оценка урбанизированных территорий по степени загрязнения (ПДК, суммарный показатель загрязнения ZC, оценка санитарного состояния почв). Методы санации техногенно-загрязненных территорий ивосстановления их качеств до уровня, соответствующего целям их дальнейшего хозяйственного использования. Средства и методы экологической рекультивации техногенно-загрязненных территорий.
Показатели и оценка экологического состояния городских почв. Принципы гигиенического нормирования ПДК вредных веществ в почве. Оценка санитарного состояния почв (чистая, слабо загрязненная, умеренно загрязненная, сильно загрязненная). Перечень химических показателей:
- содержание тяжелых металлов 1-го (Cd, Pb, Hg, Zn) и 2-го (Ni, Cu) классов опасности веществ, а также As;
- содержание бенз(а)пирена и нефтепродуктов;
- уровень кислотности (рН);
- определение суммарного показателя загрязнения почв Zc. Оценочная шкала опасности загрязнения по показателю Zc: допустимая, умеренно опасная, опасная, чрезвычайно опасная.
Техногенно-загрязненные территории – это земли, утратившие свою хозяйственную ценность или являющиеся источником отрицательного воздействия на ОС в связи с нарушением почвенного и растительного покрова, гидрологического режима, и оборудования техногенного рельефа в результате производственной деятельности человека. Техногенно-загрязненные территории – это территории, почвы и грунты которых могут содержать биогаз, тяжелые металлы, нефть, нефтепродукты и другие вредные вещества, могут иметь повышенный радиационный фон и быть эпидемиологически опасными. К техногенно-загрязненным территориям относятся:
- территории, загрязненные тяжелыми металлами, другими неорганическими и органическими веществами. Оценивается загрязнение почв и грунтов биохимическими и химическими методами.
- территории насыпных грунтов, способных генерировать биогаз. Это свалки, полигоны ТБО; при строительстве зданий на насыпных грунтах возникает опасность наполнения биогаза в подпольях и инженерных коммуникациях (иногда концентрация биогаза может достигать пожаро- и взрывоопасных значений, а концентрация некоторых токсичных веществ может превышать ПДК). В этом случае опасные грунты полностью должны удаляться с территории строительства и заменяться газохимически инертными. В потенциально опасных зонах здания и инженерные сети должны быть обустроены газодренажными системами или газонепроницаемыми экранами;
- территории с повышенным радиационным фоном и эпидемиологической опасностью.
В случае если фактические показатели техногенного загрязнения почвы грунтов (концентрация загрязняющих веществ, биогаза, радиационный фон, эпидемиологические показатели) превышают максимально допустимые значения встает вопрос о санации территории. При этом учитывается стоимость рекультивационных работ, отсутствие негативного влияния санации, степень реального влияния техногенного загрязнения и т.п.
Санитарно-эпидемиологическая оценка качества почв территорий планируемых под новое строительство или реконструкцию, приводит к необходимости рекультивации загрязненных различными токсикантами почв и грунтов, в соответствии с требованиями СанПиН 2.1.7.1287-03.
Рекультивация земель должна проводиться с учетом местных почвенно-климатических условий, степени повреждения и загрязнения, ландшафтно-геохимической характеристики нарушенных земель, конкретного участка.
Целью рекультивация земель является:
восстановление земли для сельскохозяйственного освоения (пашни, пастбища, луга);
освоение земли для использования в лесном хозяйстве, для создания и реконструкции садов и парков;
использование восстанавливаемых территорий для нужд водного хозяйства – сооружения водохранилищ, бассейнов, прудов для разведения водоплавающей птицы, зон отдыха и занятий спортом;
строительства промышленных и гражданских комплексов.
При выборе способа рекультивации нарушенных земель определяют:
характер нарушения земель на рассматриваемой территории;
природные условия района расположения объекта (рельеф, климат, почвы, геологические строение участка, состав и свойства нарушенных пород);
формы и уровень воздействия нарушенных земель на окружающую природную среду;
экономическую эффективность и целесообразность проведения рекультивационных работ;
социально-экономические условия жизни населения в районе размещения объекта и перспективы развития района.
Для проведения рекультивационных работ на территории будущего строительства разрабатываются проект или мероприятия рекультивации загрязненных почв, которые согласовываются в установленном порядке. Этими документами определяются объемы загрязненных почв и грунтов, места их локализации и выбираются технологические решения проведения рекультивации.
Работы проводятся в несколько этапов:
Проводится оценка уровня загрязнения территории: определяется уровень и характер загрязнения; глубина и время загрязнения;
Характеристика почв, включающая содержание органического вещества, песка, глины, суглинков и т.п.;
Определяется гидрогеологическая картина места, уровень и направленность грунтовых вод, территория водосбора;
Наличие на объекте токсичных компонентов, которые могут препятствовать биохимическому окислению загрязнителя;
5.Микробиологические тесты для определения степени биодеградабельности загрязнителя.
6. Разрабатывается и согласовывается программа (проект) проведения работ.
7. Проведение комплексной очистки и восстановления загрязненной территории с применением биотехнологических методов.
8. Результаты очистки представляются и согласуются в надзорных органах.
Общие требования к рекультивации нарушенных земель с учетом их дальнейшего использования изложены в ГОСТ 17.5.3.04-83 "Охрана природы. Земли. Общие требования к рекультивации земель".
Техническая и биологическая рекультивация земель
Техническая рекультивация земель (инженерно-технический этап) включает подготовку территории для последующего целевого использования. Этот этап предусматривает проведение планировочных работ, формирование откосов, снятие и нанесение плодородного слоя почвы, устройство гидротехнических и мелиоративных сооружений, а также проведение других работ, создающих необходимые условия для дальнейшего использования рекультивированных земель по целевому назначению или для проведения мероприятий по восстановлению плодородия почв. Техническая рекультивация должна выполняется сразу после завершения строительства.
При проведении технического этапа рекультивации земель в зависимости от направления рекультивируемых земель должны быть выполнены следующие основные работы:
грубая и чистовая планировка поверхности;
освобождение рекультивируемой поверхности от крупногабаритных обломков, мусора, производственных конструкций и бытовых отходов, строительного мусора с последующим их захоронением или организованным складированием;
удаление всех временных устройств;
строительство подъездных путей к рекультивированным участкам, устройство въездов и дорог на них с учетом прохода спецтехники;
укрепление откосов, ликвидация насыпей и т.д.;
создание и улучшение структуры рекультивационного слоя, мелиорация токсичных пород и загрязненных почв, если невозможна их засыпка слоем потенциально плодородных пород;
создание, при необходимости, экранирующего слоя;
покрытие поверхности потенциально плодородными и (или) плодородными слоями почвы;
противоэрозионная организация территории.
В течение технического этапа необходимо периодически проводить увлажнение загрязненных участков. В зимний период в этих зонах необходимо проводить снегозадержание.
Время окончания технического этапа зависит от степени загрязнения и климатических условий местности.
Биологический этап рекультивации включает комплекс агротехнических и фитомелиоративных мероприятий, направленных на улучшение агрофизических, агрохимических, биохимических и других свойств почвы. Биологический этап выполняется после завершения технического этапа.
Способ биологической рекультивации, проведение следующих этапов работ:
Отбор проб для химического анализа.
Составление технологической карты рекультивации (рекомендуемый набор биопрепаратов и минеральных добавок, норма расхода и последовательность их применения и т. д.).
Обработка рекультивируемой площади биопрепаратами в соответствии с технологической картой.
Обработка растений биопрепаратами.
Фенологические наблюдения и почвенные анализы.
Оценка эффективности обработки.
Отбор пробы растений для анализа на вынос вредных веществ и тяжелых металлов в окружающую среду.
Перед проведением биологической рекультивации нарушенных земель на кислых почвах предварительно проводят мелиоративные мероприятия, в том числе известкование почв. Дозы извести устанавливаются по справочным и нормативным документам, действующим в конкретной почвенно-климатической зоне.
^Классификация и состав работ по рекультивации территорий
По типу выполняемых работ мероприятия по рекультивации почв можно подразделить на:
ландшафтно-восстановителъные (землевосстановительные), связанные с восстановлением нарушенного ландшафта (рельефа местности, почвенного и растительного покровов);
экоохранные (средозащитные), связанные с устранением и нейтрализацией вредного воздействия грунтовых масс на среду жизнеобитания (почву, воду, воздух).
По укрупненным технологическим признакам выделяются следующие комплексы работ по рекультивации:
горно-технические — по восстановлению нарушенного рельефа местности;
инженерно-строительные и гидротехнические — при освоении восстановленных территорий под строительство и зоны отдыха (инженерно-строительные работы);
инженерно-технические — по борьбе с пылевым загрязнением, сейсмическими и шумовыми нарушениями (средозащитные работы).
По виду и составу технологических процессов работы по рекультивации классифицируются на:
горно-планировочные (разравнивание и планировка поверхности отвалов, выполаживание или террасирование откосов, отвалов и уступов в карьерах, стабилизация отдельных площадей);
инженерную подготовку восстанавливаемых площадей (отвод поверхностных вод и защита от подтопления, размыва и заболачивания; борьба с оврагообразованием и эрозией; устройство дорог, подъездов, съездов);
биомелиоративные по восстановлению прежнего плодородия перемещенной почвы или создание плодородного слоя на материнских породах;
гидротехнические по строительству водохозяйственных объектов (устройство ложа водоема, производство береговых укрепительных работ, устройство водозаборных и сбросных сооружений).
Требования к рекультивации при проектировании и строительстве объекта
В соответствии с "Земельным кодексом РФ" предприятия, учреждения и организации при проведении строительных и других работ обязаны:
после окончания работ за свой счет привести нарушенные земли и занимаемые земельные участки в состояние, пригодное для дальнейшего использования их по назначению;
возместить землепользователям убытки и потери, связанные с изъятием земель для проектируемого объекта.
Для вновь проектируемых объектов рекультивация земли является одной из составных частей работ на строительство предприятия или объектов жилищно-гражданского назначения. Рекультивация проводится, как правило, в границах отведенных проектируемому объекту в постоянное или временное пользование земель. При расположении нарушенных земель в населенных пунктах территорию восстанавливают под сады, подсобные хозяйства и зоны отдыха, включая создание рекреационных водоемов и декоративно-парковых комплексов.
Направление рекультивации выбирается в соответствии с требованиями дальнейшего рационального использования нарушенных земель. С учетом характера нарушения земель направление рекультивации может быть выбрано в соответствии с требованиями ГОСТ 17.5.1.02-83 "Охрана природы. Земли. Классификация нарушенных земель для рекультивации с учетом их последующего целевого использования".
Раздел 7. Система управления городскими отходами
Проблема твердых бытовых отходов (ТБО). Понятие "кризиса отходов" и пути его решения. Сбор, транспортировка, переработка и захоронение отходов в системе городского хозяйства. Система санитарной очистки города. Принципы комплексного управления отходами. Методы переработки и утилизации отходов.
Рекультивация полигонов ТБО, как комплекс природоохранных и инженерно-технических мероприятий.
Управление твердыми бытовыми отходами (ТБО) – одна из главных задач, имеющая экологическое, экономическое и социальное значение. Эта проблема актуальна для всех стран мира, независимо от уровня их экономического развития и политической ориентации. Управление ТБО занимает второе место по затратам и инвестициям после сектора водоснабжения и канализации.
Наиболее опасными ингредиентами ТБО являются тяжелые металлы, особенно Pb и Cd и их соединения. Они загрязняют почвы, подземные воды, сохраняются после сжигания мусора, выбрасываются вместе с газами мусоросжигания. Свинец легко попадая в кровь, способствует росту кровяного давления у взрослых и нервопатологии у детей. Кадмий является канцерогенным, провоцирует заболевания почек. ТБО представляют серьезную опасность для здоровья населения и окружающей среды, являясь благоприятной средой для развития патогенной (брюшной тиф, дизентерия, туберкулез и т.д.). Особенно высокое микробное загрязнение отмечается на территориях Иркутской обл. (62,9%), г. Москвы (51,1%), Ростовской обл. (43,9%), республики Татарстан (43,8%), Красноярского края (39,8%) и т.д. при среднем по России показателе – 16,3% .
Ежегодно в мире образуется 420 млрд т ТБО, объем которых увеличивается из года в год. Так, например, только в 15 странах Евросоюза количество ТБО, приходящегося на 1 жителя, с 1980 г. увеличилось более чем на 37%.
Система комплексного управления ТБО может быть представлена в виде иерархической последовательности. ^Первый уровень – сокращение образования ТБО. Это один из первых и важных этапов системы управления отходами, направленный на уменьшение их количества на самом начальном этапе. Сокращение образования ТБО достигается за счет уменьшения общего количества образующихся отходов, снижения их токсичности и содержания в них вредных веществ. Для сокращения количества отходов внедряется система рециклинга. Концепция рециклинга, вынуждает производителя стремится к безотходному производству (что не всегда возможно), либо к максимальной переработке отходов в качестве материального или энергетического строя. Это, в свою очередь, стимулирует использовать для упаковки материалы, пригодные для вторичной переработки (картон, бумагу, алюминиевую фольгу).
Одним из важнейших этапов рециклинга является селективный сбор и сортировка отходов с целью максимального механического извлечения утильных материалов.
Проблема сепарации ТБО – ключевая проблема для выбора способа реализации ТБО. Например, черные металлы выделяются методом магнитной сепарации, цветные металлы – с помощью переменного магнитного поля или методом дробления с последующей пневмо-вибросепарации. Бумага выделяется из бытового мусора на основе пневматического разделения потока в воздухе. Для этого используется сухая сепарация на воздушных сепараторах. Стекло выделяется способом мокрой сепарации в циклонах.
Экономическая целесообразность способа переработки отходов зависит от стоимости альтернативных методов их утилизации, положения на рынке вторсырья и затрат на их переработку. Долгие годы деятельность по переработке отходов затруднялась из-за того, что существовало мнение, будто любое дело должно приносить прибыль. Но забывалось то, что переработка, по сравнению с захоронением и сжиганием, наиболее эффективный способ решения проблемы отходов, так как требует меньше правительственных субсидий. Кроме того, он позволяет экономить энергию и беречь окружающую среду. И поскольку стоимость площадей для захоронения мусора растет из-за ужесточения норм, а печи слишком дороги и опасны для окружающей среды, роль переработки отходов будет неуклонно расти.
Компостирование основывается на выделенных органической составляющей ТБО и приготовлении компоста с использованием его в дальнейшем в качестве органического удобрения. Процесс компостирования это серьезный биохимический процесс со строгим соблюдением всех технологических параметров (влажности, интенсивности аэрации, перемешивания, сушки), который проводится либо в компостных буртах (высотой слоя, созревание осуществляется в течение ТБО не более 2м до 30 суток), либо в медленно вращающихся барабанах. В результате компостирования загрязненность снижается до 5%, а влажность – до 59-63%. При этом в конечном продукте несколько меньше органического компонента, чем в традиционном компосте, получаемом из отходов животноводских ферм, но зато больше микроэлементов. Иногда проводятся совместное компостирование ТБО (70%) и осадков сточных вод (30%).
Прессование – это принудительное разделение ТБО на твердые и жидкие компоненты и последующая переработка давлением 80МПа. Получаемый при таких параметрах твердый материал имеет объемную массу
1000кг/м3 и используется в строительстве дорог (жидкая фаза подвергается компостированию).
^ Второй уровень – переработка ТБО. В системе комплексного управления ТБО переработка играет важную роль. Переработка ТБО позволяет получить новые источники энергии, сократить использование природных ресурсов и предотвратить захоронение отходов на полигонах.
Переработка городских отходов, кроме того, способствует сохранению земельных ресурсов, которые требуются для захоронения отходов.
Получили развитие следующие основные направления в переработке: органическая масса компостируется и используется для получения удобрений, текстильная и бумажная макулатура используется для получения новой бумаги, металлолом направляется в переплавку (оставшаяся неорганическая масса прессуется). Основной проблемой переработке является сортировка мусора и разработка технологических процессов переработки.
^ Третий уровень – ликвидация отходов. Ликвидация ТБО осуществляется термическим способом (на мусоросжигающих заводах), либо отходы размещаются на экологически безопасных полигонах.
В густо населенных районах Европы способ захоронения отходов, как требующий слишком больших площадей и способствующий загрязнению подземных вод, был предпочтен другому – сжиганию.
При сжигании ТБО с золой и дымовыми газами в атмосферу попадают наиболее опасные отходы мусоросжигания – диоксины и фураны. Исследования показали, что диоксины могут быть обнаружены в пробах летучей золы, колосниковых газов, дымовых газов, воздуха вокруг мусоросжигательных заводов, а также в крови людей из состава персонала заводов. Зола, зараженная диоксинами, свозится на свалки, а из них после выщелачивания с осадками попадает в грунтовые воды. В районах захоронения золы, содержащей диоксины, они обнаруживаются в молоке коров. Диоксиды могут сохраняться в окружающей среде в течение десятков лет, и легко переносятся по трофическим цепям.
Эффективность мусоросжигания существенно возрастает при утилизации отходящего тепла для отопления и производства электроэнергии. Например, 2,7% электроэнергии в Швеции производится за счет сжигания ТБО, а в Брюсселе 5% электропотребления – за счет сжигания ТБО. В США сжигают 5% ТБО, в Японии 26%, в Германии
35%, в Швеции – 51%, в Швейцарии – 76%. Захоронение отходов осталось в числе наиболее популярных методов решения данной проблемы.
Захоронение ТБО на полигонах занимает последнее место в системе комплексного управления ТБО, но продолжает оставаться необходимым средством для обезвреживания органических нефтеперерабатываемых отходов. К таким отходам относятся несгораемые отходы или сгораемые с большим выделением токсичных веществ, которые не могут быть уловлены, или требуют пока неизвестных или слишком дорогостоящих систем очистки воздушных выбросов.
При таком комплексном подходе к управлению ТБО одним из важнейших элементов является сортировка, позволяющая извлечь из твердых бытовых отходов опасные и ценные вещества.
В РФ насчитывается 80 млрд. т ТБО, при этом под полигоны из хозяйственного оборота изымаются сотни тысяч га земли. Основную часть ТБО составляют пищевые отходы, бумага, картон. Для разных городов и регионов РФ состав ТБО изменяется в широких пределах и зависит от многих факторов (климатических и экономических условий, времени года и др.), Например, Московский регион, включающий в себя г. Москву и Московскую область, занимает территорию 47 тыс.км2, на которой проживает 17 млн.человек. Ежегодно на территории Московского региона образуется от 8,5 млн. т до 2,3 млн. т ТБО, из которых более 3 млн. т приходится на Москву.
Обезвреживание отходов всегда являлось важной отраслью городского хозяйства Московского региона. Управлению отходами в Московском регионе начали уделять серьезное внимание в 70-х годах – 90% ТБО Московского региона вывозится 4,2 млн. т ТБО, из которых примерно 1 млн. т вывозится неофициально. Полигоны и несанкционированные свалки в Московском регионе занимают площадь более 700 га. Под полигоны ТБО ежегодно отчуждается
10 тыс. га пригодных для использования земель, не считая площади земель, загрязняемыми многочисленными несанкционированными свалками.
При этом большая часть промышленных отходов токсична – это шламы и осадки водоподготовки, очистных сооружений, отходы химических, нефтехимических, фармакологических и других производств. Мусоросжигательные заводы из-за невозможности удовлетворения экологическим требованиям работают со сниженной производительностью и перерабатывают лишь 1/10 городского мусора. Поэтому основная масса отходов столицы складируется на Тимоховском, Саларьевском, Кучинском, Сосенском и Химкинском полигонах, в которых мощность толщи отходов достигает 20 м и более. Всего в Московской области насчитывается 164 официальных полигона, на которых захоранивается 95% московского мусора. Из них 67% опасны, 19% - крайне опасны для окружающей среды. Тимоховский полигон (в Ногинском районе) стал самой большой «свалкой» Европы. В критическом состоянии находятся полигоны Селезнево (Наро-Фоминский р-н), Кулаковский карьер (Чеховский р-н), Павловское (Истринский р-н), Торбеево (Люберецкий р-н). На 200 полигонах и свалках ТБО Подмосковья (площадью более 1 га каждый) захоронено 120 тыс.т лома черных металлов, 20 тыс.т цветных металлов, стекла, пластмассы, бумаги, картона и др.
Не имеют лицензий на право обращения с отходами почти половина подмосковных полигонов. Количество сырья, находящихся на мелких несанкционированных свалках, просто не поддается учету. Многие из них не надежны с гидрогеологической точки зрения и представляют серьезную опасность для окружающей среды. Так, полигоны, расположенные в карьерах, больше воздействуют на грунтовые воды, чем находящиеся на поверхности земли. К тому же в выемках и карьерах сложнее производить уплотнение отходов, особенно на начальной стадии эксплуатации полигонов. Из-за этого отходы аэрируются свободно поступающим воздухом и чаще возгораются. В то же время полигоны, расположенные на поверхности земли, оказывают более сильное воздействие на окружающую среду из-за растекания фильтра.
В настоящее время захоронения на полигонах составляет (от общего объема ТБО): в России – 99%, в Европе -77%, в Японии – 30%. По расчетам НИиПИ Градостроительства количество ТБО в Москве растет со скоростью 5,5% в год и к 2020 г. составит 30 млн. м3/год. Основные способы захоронения и утилизации ТБО в РФ:
Несанкционирование свалки,
Санкционированные свалки,
Полигоны ТБО,
Переработка,
Мусоросжигание.
Направления рекультивации полигонов ТБО в зависимости от целевого назначения и дальнейшего использования территории полигона ТБО в хозяйственной деятельности.
|
|
|
Скачать 0.67 Mb.