Загрязнения подземных вод муниципальными полигонами: состав фильтрата, исследования качества воды

Энн Джонс-Ли, Фред Ли

Перевод с английского: Ющенко И.Н.


Источник:SARDINIA 1993IV INTERNATIONAL LANDFILL SYMPOSIUMS. Margherita di Pula, Italy, 11-15 October 1993
http://www.gfredlee.com/Groundwater/lf-conta.htm



РЕЗЮМЕ:

В состав фильтрата входит широкий спектр опасных химических веществ. Загрязнение подземных вод таким фильтратом делает подземные воды и связанные с ними водоносные горизонты ненадежными для внутреннего водоснабжения и других видов использования; "восстановительным" лечение не возобновить качество воды. Внимание должно уделяться мероприятиям по предотвращению загрязнения подземных вод фильтратом.

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время все более широкое признание приобретает вопрос о загрязнении подземных вод муниципальными и промышленными свалками твердых отходов. По данным Американского Управления по охране окружающей среды в США находится около 55000 свалок, 75% из которых являются загрязнителями грунтовых вод. Сегодня Управление по охране окружающей среды и государственные учреждения по борьбе с загрязнением рекомендуют, чтобы санитарные свалки располагались выше горизонта грунтовых вод. Согласно последним федеральным правилам (US EPA, 1991), минимальные требования к оснащению полигонов ТБО должны включать: слой уплотненной почвы, пластиковый экран и систему для удаления фильтрата. Хотя такой подход широко используется в некоторых районах США, он является временной мерой, которая призвана, всего лишь, отсрочить загрязнение подземных вод фильтратом. Ли и Джонс (1991a, 1992а) и Ли и Джонс-Ли (1993) рассмотрели многочисленные механизмы, которые препятствуют тому, чтобы "сухая могила" (свалка) обеспечила длительную защиту охраны здоровья и качества подземных вод.
Сторонники подхода к свалке как к "сухой могиле" нередко утверждают, что загрязнение подземных вод такими свалками не будет серьезной проблемой. Однако, как писали Джонс и Ли (1991a, 1992а), такие утверждения основаны на неточной информации о характере веществ и процессов, которые происходят внутри свалки ТБО. Их статья рассматривает процессы на свалках, которые приводят к формированию фильтрата, тенденции загрязнения сточных вод, связанные со свалками ТБО и с неспособностью типичных программ мониторинга подземных вод обнаружить миграцию фильтрата из свалки и предотвратить загрязнение грунтовых вод до того как произойдет широкое загрязнение.

ХАРАКТЕРИСТИКА ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ В ФИЛЬТРАТЕ СВАЛКИ ТБО

Существует общее заблуждение, что, поскольку объекты, размещенные на свалке ТБО, в основном бытовые отходы, то они являются относительно "безопасными" и не будут отрицательно влиять на общественное здоровье и качество подземных вод. Достаточно рассмотреть предложение выпить ил, который может образоваться у основания мусора, чтобы понять, что нежелательно иметь сточные воды, загрязненные свалками ТБО, в питьевой воде. Даже добавление капли такого мусора в стакан питьевой воды, то есть очень разбавленный фильтрат, не будет считаться целесообразным. Тем не менее, именно это происходит, когда допускается загрязнение фильтратом воды, которая является или может быть использована для внутренних поставок.
Существуют три основных вида загрязнителей, присутствующих в фильтрате, которые необходимо учитывать при оценке воздействия свалок ТБО на здоровье населения и качество подземных вод. Это группы так называемых "опасных химических веществ", "обычных загрязнителей" и "нетрадиционных примесей". Таблица 1 (Ли и Джонс, 1991b) представляет собой обобщенную информацию по химическому составу фильтрата свалок.

Таблица 1 - Концентрация химических элементов фильтрата
Параметр "Типичный" диапазон концентрации Среднее число
БПК 1,000 - 30,000 10,500
ХПК 1,000 - 50,000 15,000
ТОУ 700 - 10,000 3,500
Изменчивые кислоты (как уксусная кислота) 70 - 28,000 NA
Азот 10 - 500 500
Нитрат 0.1 - 10 4
Амиак 100 - 400 300
Фосфат 0.5 - 50 30
Щелочь 500 - 10,000 3,600
pH 5 - 7.5 63
Кальций 100 - 3,000 1,000
Магний 30 - 500 700
Натрий 200 - 1,500 700
Хлорид 100 - 2,000 980
Сульфат 10 - 1,000 380
Хром 0.05 - 1 0.9
Кадмий 0.001 - 0.1 0.05
Медь 0.02 - 1 0.5
Никель 0.1 - 1 1.2
Железо 10 - 1,000 430
Цинк 0.5 - 30 21
Газ метан 60%  
Углекислота 40%  
Все значения мг/л, кроме заданных
NA - нет

Инструкции и регулирующие документы уделяют основное внимание так называемым "опасным химическим веществам", которые обычно представлены группой "приоритетных загрязнителей". Группа "приоритетных загрязнителей" была несколько произвольно отобрана как часть постановления суда, представителями природозащитных групп и несколькими людьми из американского Управления по охране окружающей среды, связанного с тяжбой. Этот список не был рецензирован в Управление по охране окружающей среды и в значительной степени сосредоточен на химических веществах, которые способны вызывать рак у человека; в данном списке в основном игнорировалось большое количество химических веществ, которые неблагоприятно воздействуют на качество внутренних вод.
"Обычные загрязнители" включают такие параметры как твердость, щелочность, хлорид, сульфат, железо, марганец, и водородный сульфид. Кроме этого, данная группа включает множество недифференцированной органики, которая измеряется как ХПК (химическое потребление кислорода), БПК (биохимическая потребность в кислороде) и TOУ (общий органический углерод). Эти общие компоненты традиционно анализируются для получения обобщенной характеристики потока отходов. Они обычно присутствуют в повышенных концентрациях в фильтрате свалок и поэтому часто могут указывать на присутствие фильтрата в подземных водах. Однако, присутствие в допустимых количествах обычных загрязнителей может привести к ухудшению качества подземных вод и невозможности использования их для внутренних целей водоснабжения. Например, органика, измеряемая как БПК, ХПК или ТОУ может давать неприятный вкус и запах, приводить к истощению кислорода в подземных водах. Химические вещества, которые включают эти параметры, могут также негативно влиять на здоровье людей. Некоторые вещества из этой группы могут служить субстратом для микроорганизмов, которые способствуют преобразованию опасных химических веществ в еще более опасные формы. Загрязнение подземных вод фильтратом свалок содействует бескислородным (свободным от кислорода) условиям, которые способствуют преобразованию трихлорэтилена в винилхлорид. При бескислородных условиях бактерии в системах грунтовых вод преобразовывают трихлорэтилен в винилхлорид.
Нетрадиционные загрязнители - в основном органические химические вещества, которые не были определены, и их потенциальный риск для здоровья населения и качества подземных вод не известен. Обычно, к группе "приоритетных загрязнителей" относится та органика, которая идентифицирована и определена количественно, данная группа составляет незначительную долю от общего объема органических веществ в фильтрате. По имеющимся оценкам, от 90 до 95% органических веществ в фильтрате является неизвестного состава. Эти химические вещества не были выявлены и, очевидно, их потенциальное воздействие на общественное здоровье и качество подземных вод неизвестно.