Полигон твердых бытовых отходов как источник загрязнения атмосферного воздуха, природных вод и почв

Типичный состав фильтрата полигонов твердых бытовых отходов. Образование газа и концентрация в нем метана в зависимости от содержания в твердых бытовых отходах органических фракций. Анаэробные процессы разложения отходов с постоянным образованием биогаза.

Рубрика Экология и охрана природы
Вид статья
Язык русский
Дата добавления 02.02.2019
Размер файла 16,9 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

ПОЛИГОН ТВЕРДЫХ БЫТОВЫХ ОТХОДОВ КАК ИСТОЧНИК ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА, ПРИРОДНЫХ ВОД И ПОЧВ

Маковецкий Е.А.

ТарГУ им. М.Х. Дулати, г. Тараз

Полигон ТБО как источник загрязнения атмосферного воздуха. В процессе анаэробного сбраживания от 35 до 55 % органического вещества распадаются с выделением газа и жидкости (фильтрат). По современным представлениям газы брожения продуцируют только жиро-, белково- и углеводоподобные соединения.

Исследованиями [1] установлено, что больше всего газа образуется при сбраживании жироподобных веществ, меньше всего - при распаде белковоподобных. Установлено, что эти вещества биохимическим путем не могут быть сброжены полностью (на 100%). Существует своеобразный предел сбраживания, по достижении которого дальнейший распад вещества, если он и имеет место, не сопровождается выходом газа. Зная содержание газообразующих соединений, но уравнению (1) можно теоретически рассчитан, максимально возможный выход газа:

а = 0,92-ж + 0,62-у + 0,34-б, (1)

где ж, у, б - соответственно жироподобные, углеводоподобные и белковоподобные вещества, даны в граммах на 1 г массы загружаемого вещества.

В атмосферный воздух со всей площади полигона поступают следующие загрязняющие вещества: азота диоксид, аммиак, ангидрид сернистый, декан, диоксины, дихлордифторметан, изопропилбензол, метан, метилбензол (толуол), о-крезол, попал, октан, пропан, сажа, сероводород, трихлорфторметан, углеводороды, хлор (общ.), хлорэтан, эстен, этан, этилбензол [2].

Состав биогаза может насчитывать до 50 компонентов: алканы, цнклоалканы, алкены, ароматические и галогенированные углеводороды, спирты, простые и сложные эфиры, включая очень опасные фракции, такие как диоксины и др. Среднестатистический состав биогаза представлен в таблице 1 [3].

Таблица 1 Усредненный морфологический состав биогаза

Наименование вещества

Выброс, %

Наименование вещества

Выброс, %

Азота диоксид

0,6

Пропан

0,02

Аммиак

0,33

Сажа

0,09

Ангидрид сернистый

0,04

Сероводород

0,06

Декан

0,02

Трихлорфторметан

0,01

Дихлордифторметан

0,02

Углеводороды

0,09

Дихлорэтан

0,04

Углерода оксид

1,01

Изопропилбензол

0,01

Хлор(общ.)

0,01

Метан

97,39

Хлорэтан

0,04

Метилбензол(толуол)

0,08

Эстен

0,01

Нонан

0,06

Этан

0,01

О-крезол

0,1

Этилбензол

0,03

Октан

0,01

Количество образующегося газа и концентрация в нем метана определяются содержанием в ТБО органических фракций. Начальный период процесса разложения ТБО протекает в аэробных условиях за счет кислорода, содержащегося в пустотах и проникающего из атмосферы. В дальнейшем, по мере естественного и механического уплотнения отходов, усиливаются анаэробные процессы разложения с постоянным образованием биогаза. Качественным признаком наступления анаэробной стадии является выход более 50% метана в составе биогаза.

Полигон ТБО как источник загрязнении природных вод и почв. В теле свалки при взаимодействии отходов с инфильтрующимися атмосферными осадками формируется фильтрат. Фильтрат содержит многочисленные компоненты распада органических и минеральных веществ. Загрязнению фильтратом особенно подвержены зоны активного водообмена, приуроченные к верхней части разреза, и. прежде всего, грунтовые воды [4].

Особенностями фильтрационных вод полигонов захоронения ТБО являются: биогаз твердый отход метан

-сложный химический состав, представленный органическими а неорганическими примесями и изменяющимся на каждом этапе жизненного цикла полигона;

-высокое содержание токсичных компонентов и биорезистентных примесей;

-присутствие в воде различных групп микроорганизмов, в том числе патогенных;

-значительное отличие от промышленных и муниципальных сточных вод;

-зависимость объема и состава фильтрационных вод от площади полигона, количества складируемых отходов, уровня атмосферных осадков.

Количество загрязняющих веществ в фильтрате достигает своего максимального значения в первые два года работы полигона и затем постепенно снижается на протяжении оставшегося времени.

Качественные характеристики фильтрата изменяются в зависимости от возраста отходов [5]. В таблице 2 перечислены вещества, обнаруживаемые в фильтрате и изменение их концентраций в зависимости от возраста отходов.

Таблица. 2. Типичный состав фильтрата полигонов ТБО

Показатель

Концентрация, мг/л

Свежезагруженные отходы

Давнозагруженные отходы

pH

7,1-6,9

7,1-7,2

БПК

7250-8000

55-63

ХПК

11600-110000

96-124

Аммонийный азот

340-576

34-47

Летучие жирные кислоты

2805-3672

4-2

Ортофосфат

0,22-0,03

0,03-0,02

Хлорид

2103-2098

520-747

Железо

160-240

0,1-0,55

Натрий

2500-900

380-440

Кроме того, в составе различных свалок ТБО регистрируются органические и токсичные элементы, представленные в таблице 3 [6].

Таблица 3. Состав фильтрата свалок ТБО

Показатели

Диапазон значений

Фенолы, мг/л

0,01-350

Углеводы, мг/л

0,1-424

Галогенсодержащие органические соединения

44-292000

Дихлорметан

150-36500

Трихлорметан

1-710

Тетрахлорметан

0,6-30

1,2-дихлорэтан

4,0-290

1,1,1-трихлорэтан

0,4-1000

1,1,1,2-тетрахлорэтан

0,01-775

Трихлорэтилен

0,01-775

Перхлорэтилен

1,0-7430

Из таблиц видно, что содержание органических загрязнений и металлов в значительной мере зависит от возраста отходов. В литературе часто классифицируют фильтрат как изменяющийся со временем на «молодой», образующийся в кислотной стадии, и «старый», образующийся в период перехода процессов на полигоне в метановую стадию [7].

Особое внимание в фильтрате следует обратить на фракцию тяжелых металлов из-за возможного загрязнения ими источников водоснабжения. Существует линейная зависимость между логарифмом концентрации металла, выделяющегося из грамма отходов, и значением рН фильтрующихся вод, однако хром и медь являются исключением из этого правила [8].

Как видно из таблицы 2, тенденция изменения органических компонентов, присутствующих в фильтрате, связана с возрастом полигона. Состав и количество загрязняющих веществ существенно снижается в составе фильтрата с течением времени. Если сульфаты имеют тенденцию при переходе фильтрата в метановую фазу к снижению (переход в H2S), то концентрации хлоридов и аммонийного азота практически не изменяются. Пики максимального содержания органического углерода, летучих жирных кислот, протеинов и аминокислот совпадают и приходятся на первые 2-3 года эксплуатации исследованных полигонов.

На различных стадиях функционирования типичной свалки процесс аэробного катаболизма приводит к накоплению больших концентраций жирных кислот, снижению рН и растворению металлов, которые затем образуют комплексы со свободными кислотами. При переходе к микроэфильным условиям редокс-потенциал уменьшается, рН увеличивается и металлы начинают выпадать в осадок, что уменьшает их концентрацию в фильтрате. Картина еще более усложняется, если учесть, что при низких значениях редокс-потенциала тяжелые металлы образуют комплексы с ионами аммония и гуминовыми кислотами [31]. Экологическая опасность загрязнения тяжелыми металлами определяется длительностью периода естественной нейтрализации их в природе от 70 (цинк, кадмий) до 1500 - 5900 (медь, свинец) лет. Поэтому даже при сравнительно невысоких концентрациях и объема загрязненных стоков, выделяющихся с полигонов (свалок) ТБО, тяжелые металлы могут формировать очаги заражений высокой концентрации [9].

Литература

1. Карюхина Т.А. Химия воды и микробиология. Москва: Стройиздат, 1974. - 224 с.

2. Грибанова Л.П. Полигоны и свалки твердых бытовых и промышленных отходов Московского региона. Оценка экологической опасности. Москва: Издательство МИСиС, 1977. - 12-16 с.

3. Артемов Н.И. Технологии автоматизированного управления полигоном твердых бытовых отходов. - Пермь: Издательство научно-исследовательского института управляющих машин и систем, 2003 - 266 с.

4. Игнатович Н.И. Что нужно знать о твердых бытовых отходах. Экологический вестник России, 1998, №1 - 23-25 с.

5. Краснянский М.Е. Утилизация и рекуперация отходов. Донецк: Лебедь, 2004 - 122 с.

6. Экологические требования к проектированию, сооружению, эксплуатации полигонов захоронения(депонирования) твердых бытовых отходов в пределах Пермской области. - Пермь: Издательство пермского государственного технического университета, 1995. - 177 с.

7. Экологически чистый полигон для захоронения ТБО г. Москвы. Москва, 1995. - 150 с.

8. Форстер К.Ф. Экологическая биотехнология. Ленинград: Химия, 1990. - 360 с.

9. Christensen T. Landfilling of waste: Leachate. New York: Taylor & Francis, 1992. - 520 p.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Способы расчета полигона твердых бытовых отходов. Расчет проектной вместимости полигона бытовых отходов и требуемой для них площади земли. Размещение полигонов твердых бытовых отходов. Варианты складирования и обезвреживания отходов по траншейной схеме.

    контрольная работа [49,7 K], добавлен 16.11.2010

  • Назначение полигонов твердых бытовых отходов. Расчет проектной вместимости полигона и требуемой площади земельного участка. Организация работ и технология рекультивации: технологический и биологический этапы. Рекуперация площадок захоронения отходов.

    курсовая работа [212,0 K], добавлен 17.03.2015

  • Виды твердых бытовых отходов и проблема их утилизации. Организация сбора и вывоза бытовых отходов, законодательное регулирование этой сферы. Требования к конструктивным особенностям контейнеров. Предложение по раздельному сбору твердых бытовых отходов.

    дипломная работа [2,1 M], добавлен 15.02.2016

  • Проблема образования и утилизации твердых бытовых отходов. Динамика удельного роста и морфологического состава. Методы утилизации, устройство полигона и складирование отходов. Гигиенические требования к условиям приема промышленных отходов на полигоны.

    курсовая работа [3,3 M], добавлен 02.02.2014

  • Количество образующихся твердых бытовых отходов. Нарастающая экологическая угроза от несанкционированного размещения отходов. Эффективность внедрения системы сепаратного сбора и последующей утилизации твердых отходов путем переработки во вторсырье.

    презентация [6,9 M], добавлен 19.06.2015

  • Проблемы переработки отходов в качестве сырья для промышленности в условиях ухудшения экологической обстановки. Обеспечение возможной безвредности технологических процессов и проведение на производстве безопасной утилизации твердых бытовых отходов.

    курсовая работа [36,6 K], добавлен 06.07.2015

  • Охрана окружающей среды. Переработка бытового мусора и промышленных отходов. Безотходные технологии. Промышленная утилизация твердых бытовых отходов. Экологический мониторинг. Мониторинг учащихся о способах переработки твердых бытовых отходов.

    реферат [21,3 K], добавлен 14.01.2009

  • Характеристика разновидностей твердых бытовых отходов. Особенности и специфика переработки твердых промышленных отходов. Способы переработки твердых коммунальных отходов. Поиск методик оптимизации биотехнологических процессов при переработке ТКО.

    реферат [1,3 M], добавлен 17.12.2010

  • Определение общей вместимости, площади, уточненной высоты полигона твердых бытовых отходов на весь срок его эксплуатации. Максимальный уровень стояния грунтовых вод. Инженерное обустройство полигона. Расчет котлована, ширина верхней площадки, площадь дна.

    практическая работа [25,2 K], добавлен 05.03.2015

  • Твердые бытовые отходы как источник поступления вредных химических, биологических и биохимических препаратов в окружающую природную среду. Знакомство с основными особенностями переработки и утилизации твердых бытовых отходов в Республике Беларусь.

    реферат [59,3 K], добавлен 28.11.2014

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.