ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ МЕТАЛЛОВ ИЗ СВАЛОЧНОГО ТЕЛА ПРИ ЗАХОРОНЕНИИ ТВЕРДЫХ КОММУНАЛЬНЫХ ОТХОДОВ

© 2020 г. И. В. Галицкая^1,*, В. С. Путилина^1,**, Т. И. Юганова^1,***

¹ Институт геоэкологии им. Е.М. Сергеева РАН, Уланский пер., 13, стр. 2, Москва, 101000, Россия
*E-mail: galgeoenv@mail.ru
**E-mail: vputilina@yandex.ru
***E-mail: tigryu@gmail.com

Поступила в редакцию 12.05.2020 г.

На основании анализа отечественных и зарубежных литературных источников проведено исследование таких аспектов проблемы захоронения твердых коммунальных отходов (ТКО), как длительность выщелачивания металлов из свалочного тела, подвижность металлов в аэробных и анаэробных условиях и формы их связывания в твердой фазе. Скорость выщелачивания металлов от ранних стадий деградации до стадии образования метана экспоненциально снижается с течением времени. Многочисленные исследования показали, что за 30 лет депонирования отходов на свалках выщелачивается менее 1% тяжелых металлов (ТМ). Как правило, металлы выщелачиваются на ранних этапах жизни свалки, и в дальнейшем их подвижность в значительной степени снижается в результате сорбционных процессов. Изменение условий на стадии стабильного метаногенеза может привести к существенному увеличению подвижности ТМ в свалочном теле. Проанализированы ситуации, когда после закрытия свалки или полигона возможны поступление кислорода с атмосферными осадками, изменение анаэробных условий на аэробные, увеличение подвижности связанных металлов. Отмечено, что, благодаря значительной буферирующей способности отходов, увеличение поступления металлов в фильтрат не будет происходить в течение длительного времени. 

Ключевые слова: полигон ТКО, фильтрат, металлы, загрязнение подземных вод, стабильность полигона

DOI: 10.31857/S086978092006003X

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Галицкая И.В., Позднякова И.А. Оценка особенностей миграции загрязняющих веществ на участке размещения полигона ТБО // Современные проблемы гидрогеологии и гидрогеомеханики: сб. докладов конф. СПб: Изд-во Санкт-Петербургского университета, 2002. С. 54–64.
2. Галицкая И.В., Путилина В.С., Юганова Т.И. Обоснование управляющих решений по минимизации риска, связанного с загрязнением подземных вод на участке размещения полигона твердых бытовых отходов // Геоэкология. 2013. № 1. С. 42–52.
3. Гигиенические нормативы ГН 2.2.5.1315-03. Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования, 2003. URL: http://docs.cntd.ru/document/901862249
4. Завизион Ю.В., Слюсарь Н.Н., Глушанкова И.С., Загорская Ю.М., Коротаев В.Н. Оценка состояния полигонов захоронения ТБО по изменению органической составляющей // Экология и промышленность России. 2015. Т. 19. № 7. С. 26–31.
5. Путилина В.С., Галицкая И.В., Юганова Т.И. Влияние органического вещества на миграцию тяжелых металлов на участках складирования твердых бытовых отходов: Аналит. Обзор. (Сер. Экология; Вып. 76), Новосибирск: ГПНТБ СО РАН; ИГЭ РАН, 2005. 100 с.
6. Belevi H., Baccini P. Long-term behavior of municipal solid waste landfills // Waste Management & Research. 1989. V. 7. № 1. P. 43–56.
7. Bilgili M.S., Demir A., İnce M., Özkaya B. Metal concentrations of simulated aerobic and anaerobic pilot scale landfill reactors // Journal of Hazardous Materials. 2007. V. 145. № 1–2. P. 186-194.
8. Bozkurt S. Simulations of the long-term chemical evolution in waste deposits: Licentiate Thesis / Department of Chemical Engineering and Technology, Royal Institute of Technology, Sweden, 1998.
9. Bozkurt S., Moreno L., Neretnieks I. Long-term fate of organics in waste deposits and its effect on metal release // The Science of the Total Environment. 1999. V. 228. № 2–3. P. 135–152.
10. Bozkurt S., Moreno L., Neretnieks I. Long-term processes in waste deposits // The Science of the Total Environment. 2000. V. 250. № 1–3. P. 101–121.
11. Christensen J.B., Botma J.J., Christensen T.H. Complexation of Cu and Pb by DOC in polluted groundwater: A comparison of experimental data and predictions by computer speciation models (WHAM and MINTEQA2) // Water Research. 1999. V. 33. № 15. P. 3231– 3238.
12. Ehrig H.-J. Water and element balances of landfills // The Landfill. Reactor and Final Storage: Swiss workshop on land disposal of solid waste, Berzensee, March 14–17, 1988 / P. Baccini, Berlin et al. (Eds.). Springer, 1989. 440 p. (Lecture Notes in Earth Sciences; V. 20). P. 83–115.
13. Flyhammar P., Tamaddon F., Bengtsson L. Heavy metals in a municipal solid waste deposition cell // Waste Management & Research. 1998. V. 16. № 5. P. 403– 410.
14. Galitskaya I., Putilina V., Kostikova I., Yuganova T. Impact of landfill leachate organics on the behavior of heavy metals in groundwater // Advances in Sustainable and Environmental Hydrology, Hydrogeology, Hydrochemistry and Water Resources: Proc. of the 1st Springer Conference of the Arabian Journal of Geosciences (CAJG-1), Tunisia 2018. Springer International Publishing, 2019. P. 433–435. https://doi.org/10.1007/978-3-030-01572-5_102
15. Hater G., Green R., Vogt G., Davis-Hoover W., Carson D., Thorneloe S., Kremer F. Landfills as Bioreactors: Research at the Outer Loop Landfill, Louisville, Kentucky. US Environmental Protection Agency, Cincinnati, Ohio, 2003. 411 p. https://nepis.epa.gov/Exe/ZyPDF.cgi/P100E542.PDF?Dockey=P100E542.PDF
16. He P.-J., Xiao Z., Shao L.-M., Yu J.-Y., Lee D.-J. In situ distributions and characteristics of heavy metals in fullscale landfill layers // Journal of Hazardous Materials. 2006. V. 137. № 3. P. 1385–1394.
17. Jensen D.L., Christensen T.H. Colloidal and dissolved metals in leachates from four Danish landfills // Water Research. 1999. V. 33. № 9. P. 2139–2147.
18. Kim H., Jang Y.-C., Townsend T. The behavior and long-term fate of metals in simulated landfill bioreactors under aerobic and anaerobic conditions // Journal of Hazardous Materials. 2011. V. 194. P. 369–377.
19. Kjeldsen P., Christophersen M. Composition of leachate from old landfills in Denmark // Waste Management & Research. 2001. V. 19. № 3. P. 249–256.
20. Kjeldsen P., Barlaz M.A., Rooker A.P., Baun A., Ledin A., Christensen T.H. Present and long-term composition of MSW landfill leachate: A Review // Critical Reviews in Environmental Science & Technology. 2002. V. 32. № 4. P. 297–336.
21. Kruempelbeck I., Ehrig H.-J. Long-term behavior of municipal solid waste landfills in Germany // Sardinia 99, Seventh International Waste Management and Landfill Symposium, 48 October, S. Margherita di Pula, Cagliari, Proceedings. T.H. Christensen, R. Cosset, R. Stedman (Eds.) CISA, Environmental Sanitary Engineering Centre, Cagliari, Italy 1999. V. I. P. 27.
22. Martensson A.M., Aulin C., Wahlberg O., Agren S. Effect of humic substances on the mobility of toxic metals in a mature landfill // Waste Management & Research. 1999. V. 17. № 4. P. 296–304.
23. Putilina V.S., Galitskaja I.V., Pozdnyakova I.A., Yuganova T.I. Water–rock interaction and redox zones in aquifers at waste disposal sites // Water–Rock Interaction: Proc. 13th Int. Conf. WRI-13, Guanajuato, Mexico, 16–20 August 2010. P. Birkle, I.S. Torres-Alvarado (Eds.). London: Taylor & Francis Group, 2010. P. 603–606.
24. Qu M., He P.J., Shao L.M., Lee D.J. Heavy metals mobility in full-scale bioreactor landfill: initial stage // Chemosphere. 2008. V. 70. № 5. P. 769–777.
25. Robinson H.D. The Technical Aspects of Controlled Waste Management. A Review of the Composition of Leachates from Domestic Wastes in Landfill Sites: Report for the UK Department of the Environment. Waste Science and Research. Aspinwall & Company, Ltd., London, UK, 1995.
26. Yang C., He X.-S., Xi B.-D., Huang C.-H., Cui D.-Y., Gao R.-T., Tan W.-B., Zhang H. Characteristic study of dissolved organic matter for electron transfer capacity during initial landfill stage // Chinese Journal of Analytical Chemistry. 2016. V. 44. № 10. P. 1568–1574.