В Украине имеются огромные запасы черноземов — лучшей в мире почвы, достигающие по некоторым оценкам 40 % мировых. Однако, нынешняя ситуация обращения с землей, потребительское отношение к природе вообще, стихийное загрязнение больших территорий разнообразными промышленными и бытовыми, твердыми и жидкими отходами достигло в нашей стране угрожающих масштабов.
В Украине более 80% отходов размещают на свалках, которые занимают значительные по площади земельные участки. Среди существующих 750 полигонов (точнее свалок), многие заполнены на 60-90%, а некоторые уже переполнены и подлежат закрытию. С каждым годом наблюдается увеличение количества отходов, и проблема утилизации отходов становится все более актуальной.
Целью данной работы является изучение проблемы охраны земель, занятых свалками. При этом необходимо рассмотреть проблему обращения с твердыми бытовыми отходами (ТБО), современное состояние мониторинга существующих свалок, способы утилизации отходов.
Идея работы: изучить мировой опыт решения проблемы обращения с отходами и на примере г. Донецка предложить и обосновать мероприятия по продлению срока эксплуатации существующих свалок и альтернативные варианты утилизации отходов.
1. Исследование и анализ нормативно-правовой базы в сфере обращения с твердыми бытовыми отходами в Украине;
2. Исследование современного состояния мест удаления отходов в г.Донецке;
3. Изучение опыта других стран по решению проблемы утилизации отходов;
4. Разработка предложений по продлению срока эксплуатации существующих свалок, выбор места для строительства нового полигона.
Предметом исследований являются современные способы охраны земель от загрязнения отходами и обеспечения экологической безопасности граждан.
Научная новизна магистерской работы состоит в выработке системного подхода к решению проблемы размещения отходов и обращения с ними.
Для существующих свалок будут предложены методы рекультивации и способы продления срока эксплуатации свалки. На основании исследования опыта других стран в сфере обращения с отходами будут предложены мероприятия по внедрению альтернативных способов утилизации отходов, что приведет к более рациональному использованию земель.
Основные положения и результаты работы докладывались на научных студенческих конференциях 2008 и 2009 годов.
Приблизительно за 500 лет до нашей эры в Афинах был издан первый известный эдикт, запрещающий выбрасывать мусор на улицы, предусматривающий организацию специальных свалок и предписывающий сбрасывать отходы не ближе чем за милю от города. В средние века такая практика утилизации отходов была забыта.
Жители продолжали выбрасывать мусор в окно вплоть до 14 века. Несколькими веками позже, когда тысячи людей в поисках работы стали переселяться в промышленные города, городские власти законодательно предусмотрели ответственность за нарушения в области сбора и утилизации отходов. Мусор вывозили за городские ворота и просто складировали на различных хранилищах в сельской местности. В результате роста городов свободные площади в их окрестностях уменьшались, а неприятные запахи и возросшее количество крыс, вызванное свалками, стали невыносимыми.
Отдельно стоящие свалки были заменены ямами для хранения мусора. В густо же населенных районах Европы этому способу, как требующему слишком больших площадей и способствующему загрязнению подземных вод, был предпочтен другой.
Первое систематическое использование мусорных печей было опробовано в Нотингеме в 1874 г. Сжигание сократило объем мусора на 70-90 %, в зависимости от его состава, поэтому данный способ нашел свое применение по обе стороны Атлантики. Густонаселенные и наиболее значимые города вскоре внедрили экспериментальные печи.
Многие города, которые применяли эти печи, вскоре отказались от них - из-за ухудшения состава воздуха. Захоронение отходов оказалось в числе наиболее популярных методов решения данной проблемы.
Проблема утилизации твердых бытовых отходов на сегодняшний день приобрела глобальный характер и является одной из наиболее важных проблем человечества. Стремительный рост образования отходов заставляет отнестись к этому вопросу с особым вниманием. Площадей под свалки с каждым годом становится все меньше, что приводит к увеличению цен на захоронение отходов. Нехватка новых мест для сброса отходов, а также их растущий объем заставляют искать все новые методы их утилизации.
Обзор наиболее распространенных методов удаления бытовых отходов можно найти в большом количестве научных трудов и публикаций [1-4,6].
Вопросам общего характера загрязнения окружающей среды в зоне влияния полигонов посвящены различные литературные и интернет-источники [10-12]. В них приводится информация об основных элементах-загрязнителях, характерных для полигонов твердых бытовых отходов и существующих методах уменьшения либо предотвращения вредного воздействия мест складирования ТБО.
По вопросам удаления отходов на полигоны и свалки следует отметить материалы Орловой Т.А [7,8]. В ее работах на примере Крыма рассмотрено состояние земельных участков, занятых объектами захоронения отходов. Показаны способы реабилитации загрязненных территорий. Предложены варианты дальнейшего использования рекультивированных площадей.
Исследованию полигонов Донецкого региона посвящены работы Краснянского М.Е. Особое внимание он уделяет Ларинскому полигону ТБО. Основным направлением исследований Краснянского М.Е. было изучение биогаза, выделяющегося в процессе эксплуатации полигона [5].
В настоящее время при охране земель, занятых свалками, сложились два понятия: санкционированная свалка и полигон ТБО.
Санкционированная свалка - это определенное по документам, но не оборудованное по современным стандартам, место для складирования отходов. Полигоны ТБО - это природоохранное сооружение, где осуществляется организованное контролируемое обезвреживание твердых бытовых отходов с соблюдением технических и санитарных норм, снижение негативного воздействия отходов на атмосферный воздух, почву, водный бассейн до нормативного уровня. К современному полигону предъявляются следующие требования:
- участок складирования отходов должен занимать основную площадь полигона.
- на расстоянии 1-2 м вокруг полигона должен быть забор, у забора по периметру полигона на полосе шириной 5-8 м высаживаются деревья. Непосредственно за зеленой зоной полигон обносится грунтовым валом шириной 4-10 м.
- в процессе эксплуатации полигон должен заполняться постепенно. Вся площадь полигона разбивается на несколько участков, каждый из которых рассчитан на заполнение в течение 3-5 лет и следующий разрабатывается только тогда, когда предыдущий участок близок к заполнению.
В соответствии с ДБН В.2.4-2-2005 "Полигоны ТБО. Основы проектирования" полигоны должны находиться на расстоянии не меньшем:
500 м - от жилой и общественной застройки;
200 м – от сельскохозяйственных угодий и автомобильных дорог и железнодорожных путей;
50 м – от границ леса и лесопосадок, не предназначенных для рекреационных целей.
Полигоны должны размещаться с учетом розы ветров относительно жилой застройки, зон отдыха и других мест массового пребывания населения.
На современном полигоне должен постоянно проводиться мониторинг окружающей среды, грунтовых вод и почвы [9].
В настоящее время в г. Донецке для удаления ТБО используются 3 полигона ТБО: Петровский, Чулковский и Ларинский.
"Петровский" полигон - расположен в пределах городской черты, занимает площадку выработанного песчаного карьера глубиной от 8 до 12 м. На полигон удаляются ТБО Петровского и Кировского районов. Эксплуатируемая часть полигона расположена в южной части Петровского района между двумя жилыми массивами. Расположение полигона не обеспечивает 500-метровую санитарную зону от жилой застройки, его эксплуатация является очагом распространения инфекций, грызунов, зловония, заражения водоносных горизонтов вредными фильтратами и других отрицательных факторов. Не проведена паспортизация объекта как места удаления отходов. Эксплуатация полигона не обеспечена достаточным количеством техники, запасом инертных материалов для промежуточной засыпки отходов; отсутствует контроль за составом поступающих ТБО, не ведется мониторинг состояния окружающей среды.
Полигон "Чулковский" - расположен в юго-восточной части города. Площадка удалена от основных жилых массивов, граничит со свободными от застройки землями Донецкого горсовета. Эксплуатация полигона не обеспечена достаточным количеством техники, запасом инертных материалов для промежуточной засыпки отходов; отсутствует контроль за составом поступающих ТБО, не ведется мониторинг состояния окружающей среды. Не проведена паспортизация объекта как места удаления отходов.
Полигон "Ларинский" – наиболее крупный, расположен в 800 м юго-западнее пгт. Ларино (Буденновский район) в отработанных известковых карьерах. Находится в удалении от южной границы города, в 30 км от бывшей станции перегрузки ТБО Куйбышевского района. На нем складируются ТБО Ворошиловского, Куйбышевского, Буденновского, Ленинского и Калининского районов. На данном полигоне происходит систематическое самовозгорание мусора. Расположение полигона не соответствует розе ветров, и при возгорании свалки весь дым идет в сторону пгт. Ларино. Не проведена паспортизация объекта как места удаления отходов.
Все три полигона ТБО г. Донецка не соответствуют санитарно-экологическим требованиям, предъявляемым к современным полигонам, они не оборудованы специальными защитными экранами, которые бы препятствовали загрязнению почв, при проектировании данных полигонов не соблюдались санитарно-защитные зоны и не учитывалась роза ветров, поэтому эти места удаления отходов правильней называть не полигонами, а санкционированными свалками.
Основные характеристики данных свалок приведены в таблице 1 [13].
Таблица 1 - Данные об объемах отходов, накопленных на свалках ТБО г. Донецка (01.01.2008)
| Название свалки | Год ввода | Площадь,га | Объем накопленных отходов всего,млн.м3 | Резервный объем мощностей, тыс.м3 | Наличие право устанавливающих документов на землю |
| Ларинская | 1993 | 20 | 10,7 | исчерпан | нет |
| Петровская | 1972 | 3,5 | 6,8 | 2000 | Гос. акт на право постоянного пользования |
| Чулковская | 1979 | 3,2 | 4,4 | 1000 | нет |
| Всего | - | 34,7 | 21,9 | 3000 | - |
| |
| Рисунок 1 - Схема управления отходами |
| (анимация подготовлена в Ulead GIF Animator 5 (количество кадров – 25, длительность кадра – 0.5 с, количество циклов - 7), размер - 32 КВ) |
Таблица 2 - Состав тбо в некоторых странах
| Виды материалов | США | Европа | Корея | Украина |
| Бумага | 38,1% | 33,5% | 27% | 5,9% |
| Крупногабаритные материалы | 12,1% | 12,2% | - | - |
| Пищевые/органические отходы | 10,9% | 34,7% | 23% | 39,5% |
| Пластик | 10,5% | 11,6% | 7% | 6% |
| Металл | 7,8% | 5,3% | 9% | 4% |
| Резина,кожа,текстиль | 6,6% | - | 3% | 3% |
| Стекло | 5,5% | 2,8% | 5% | 7,4% |
| Дерево | 5,3% | 21% | 4% | 1,1% |
| Прочие | 3,2% | - | 20% | 33,1% |
Из данной таблицы видно, что состав ТБО в различных странах и в Украине принципиально не отличается, поэтому опыт этих стран по утилизации отходов можно внедрять в Украине.
В таблице 3 приведены способы утилизации отходов для различных стран [14].
Таблица 3 - Способы утилизации ТБО в разных странах
| Страна | Захоро-нение | Сжигание с использо-ванием энергии | Компости-рование | Повторное использо-вание | Биомеха-ническая обработка перед захоронением | Неизвестно |
| Австрия | 20,4% | 13,3% | 22,9% | 29,7% | 6,0% | 7,7% |
| Германия | 30,2% | 12,3% | 17,9% | 37,1% | - | 2,6% |
| Бельгия | 37,3% | 31,2% | 16,3% | 12,4% | - | 2,9% |
| Испания | 74,6% | 21,0% | 3,1% | 1,2% | - | 0,1% |
| Дания | 5,3% | 54,3% | 29,6% | 10,4% | 0,4% | - |
| Финляндия | 65,2% | 3,0% | 4,2% | 27,6% | - | - |
| Франция | 40,3% | 28,6% | 8,9% | 3,5% | - | 11,2 |
| Италия | 62,9% | 5,9% | 8,8% | 9,9% | - | - |
| Ирландия | 90,3% | - | 0,5% | 9,3% | - | - |
| Норвегия | 59,0% | 17,0% | 5,0% | 20,0% | - | - |
| Нидерланды | 13,1% | 36,6% | 33,3% | 19,0% | - | - |
| Корея | 46% | 4% | - | 42% | - | - |
| США | 57,0% | 15,0% | - | 28,0% | - | - |
Из данной таблицы видно, что сжигание и складирование мусора на полигонах в большинстве стран, приведенных в таблице, становится все менее популярным способам утилизации отходов. Это объясняется тем, что складирование мусора на полигонах требует выделения больших по площади земельных участков, а мусоросжигание приводит к выбросу большого количества вредных веществ в атмосферу. А приоритетными способами становятся компостирование и повторное использование отходов (рециклинг).
Полностью отказаться от полигонов невозможно, так как даже после вторичной переработки и компостирования будут образовываться отходы. Поэтому, учитывая мировой опыт по утилизации отходов, самыми приемлемыми способами утилизации отходов для Донецка будут вторичная переработка сырья и складирование части отходов на полигонах.
Генеральным планом Донецка предусмотрено строительство двух перерабатывающих заводов мощностью больше 100 тыс. тонн/год (в районе старых свалок Ларино и Петровская).
В дальнейшем в магистерской работе необходимо проследить мировой опыт по размещению мусороперерабатывающих заводов, где их лучше размещать – в черте города или за пределами города, какая должна быть санитарно-защитная зона. На основании этой информации сделать вывод о правильности выбора места для размещения заводов, планируемых по генеральному плану Донецка. Кроме мест размещения мусороперерабатывающих заводов необходимо определить место под новый полигон ТБО, рассмотреть мероприятия по продлению срока жизни свалки.