В решении природоохранных задач одно из ведущих мест занимает проблема складирования и утилизации отходов. Полигоны твердых бытовых и промышленных отходов обладают широким спектром действия на природную среду. Чрезвычайно разнородные по составу отходы при контакте с геологической средой претерпевают сложные химические и биохимические изменения. В результате выделяются многочисленные соединения в жидком, твердом и газообразном состоянии. Наблюдается также значительное выделение тепла, газа, часто имеют место поверхностные и подземные пожары. Химическое воздействие полигонов возможно за счет выделения вредных веществ с эмиссиями фильтрата газовых выбросов и при разносе твердых отходов. При растекании фильтрата происходит загрязнение почв, растительности, подземных вод. Выделение газа в процессе разложения отходов и дыма при горении вызывает загрязнение атмосферного воздуха.
Биогенное воздействие выражается в привлечении и размножении птиц, насекомых, млекопитающих. Загрязнение территорий, на которых располагаются полигоны, химическими компонентами отходов производства и потребления отрицательно влияет прежде всего на геохимический фон почв, почвогрунтов и подземных вод, на их физико-химические свойства. Опасным может оказаться и вторичное загрязнение природных компонентов вследствие разложения органических составляющих тех или иных отходов, в результате чего могут образовываться высокотоксичные соединения. Исследованиями зарубежных и отечественных ученых на протяжении последних десятилетий доказано, что захороненные твердые и пищевые отходы создают серьезную обстановку в местах захоронения, так как содержат значительное количество токсичных соединений (до 100 наименований). В бытовых отходах могут содержаться различные красители, краски, лаки, ртуть, растворители, свинец и его соли, лекарства, пластмассы, синтетические материалы, полихлорбифенилы, металлические банки и др. Все эти загрязнители попадают на свалки и полигоны в результате поступления сюда неразобранных отходов, отсутствия входного контроля на полигонах. Кроме того, на полигоны попадают и отходы, которые могут быть возвращены в рецикл и, после соответствующей обработки, способны служить вторичным материальным ресурсом.
По мере складирования отходов накапливаются потенциально опасные загрязняющие вещества, миграция которых продолжается длительное время и после закрытия полигона, так как разложение отходов и вынос веществ из тела полигона совершается до устойчивого равновесия с окружающей средой. Эти процессы не последнюю роль играют в том, что более 100 млн россиян из 147,6 млн проживают в экологически неблагоприятных условиях. Только 15 % городских жителей России живут на территориях, где уровень загрязнения воздуха соответствует нормативам. Почти 50 % населения вынуждено пользоваться водой, качество которой не отвечает установленному. При этом две трети водных источников России непригодны для питья; многие реки превращены в сточные канавы. Если в 1970 г. общий объём загрязняющих природную среду отходов производства составлял 40 млрд т, то к 2000 г., по экспертным оценкам, он может увеличиться до 100 млрд т, т. е. в 2,5 раза. За последнее время объём загрязнений увеличился в 10 раз.
Быстро сокращается биологическое разнообразие природы России, гибнут экосистемы лесов, тундр, болот, каждый десятый вид растений и животных находится на грани исчезновения. В последние годы демографическая ситуация в стране крайне осложнилась. Смертность превышает рождаемость в 1,7 раза. Ежегодно население России сокращается почти на 1 млн человек. Состояние здоровья подростков можно охарактеризовать как критическое. Если оно не изменится, то лишь 54 % детей, которым сейчас 16 лет, смогут дожить до пенсионного возраста. Загрязнение поверхностных и подземных вод, растительности, донных отложений, атмосферы в районах полигонов происходит с различной скоростью и имеет различные масштабы. Оно зависит не только от площади и мощности отходов, но и от суммарного количества загрязняющих веществ, вовлеченных в процесс техногенной миграции. Опасность загрязнения объектов окружающей природной среды (атмосферного воздуха, почв, растительности и животного мира) скоплениями твердых бытовых и промышленных отходов зависит от ряда факторов: состава, формы и дисперсности отходов, их токсичности, условий хранения и захоронения, герметичности объектов хранения и захоронения, природноклиматических условий района расположения полигонов.
Анализ, проведённый на ряде свалок и полигонов, показал высокое содержание загрязняющих веществ в фильтратах, формирующихся на теле свалки при взаимодействии отходов с инфильтрующимися атмосферными осадками. Сравнения проводились с предельно допустимой концентрацией (ПДК) загрязняющих веществ в воде водоёмов хозяйственнопитьевого и культурно-бытового водопользования. Анализ фильтрата ряда свалок показал превышение ПДК по биохимическому потреблению кислорода (БПК) в 2 120, раз по химическому потреблению кислорода (ХПК) – в 1 942 раза. Показательно наличие азота – в большей степени в аммонийной форме.
Рисунок 1 – Загрязнители природной среды, содержащиеся в фильтрате
(1 – сухой остаток; 2 – нитраты; 3 – аммоний; 4 – хлориды; 5 – железо; 6 – марганец; 7 – хром; 8 – натрий; 9 – барий)
Фильтрат, образующийся в процессе выщелачивания, биодеградации, химических реакций, содержит многочисленные компоненты органических и минеральных веществ. Чрезвычайно большое значение имеет изоляция отходов от поверхности земли и очистка вод фильтрата. Отмечается негативное влияние свалок на состояние почв и атмосферный воздух. В почвах, находящихся под воздействием пылеватых частиц, и стоках с полигонов обнаружено присутствие таких микроэлементов, как никель, медь, барий, марганец, титан, свинец, цинк, кобальт, кадмий, ртуть. Все они были зафиксированы в 500-метровой санитарнозащитной зоне. В ряде случаев почва и растительность вблизи свалок загрязняются на расстоянии до 1,5 км. В свалочных грунтах содержание тяжёлых металлов в десятки раз превышает ПДК в почвах. Отмечается загрязнение почвенных горизонтов медью, кадмием, цинком, кобальтом. Хотя загрязнение почвы скрыто от непосредственного наблюдения, оно не менее опасно, а в ряде случаев более опасно, чем загрязнение атмосферы, так как процессы генерации или самоочищения протекают в почвах гораздо медленнее, чем в воздушной среде, накапливающиеся токсичные вещества способствуют постепенному изменению химического состава почвы.
Изучение влияния свалок на качество атмосферного воздуха показало загрязнение последнего над большей частью полигона фенолом (0,0008–0,0013 мг/м3), метаном (5,07–156, 72 мг/м3), аммиаком (до 5 мг/м3) и сероводородом (до 5 мг/м3). При возникновении пожаров дополнительно возможно выделение тепла и таких загрязнителей, как диоксид серы, оксиды азота, сажа. Газообразные компоненты могут образовываться и за счёт бактериальной активности. Такими газами обычно являются аммиак, диоксид углерода, метан и в меньшей степени сероводород. Главными параметрами, влияющими на скорость образования газов и их состав, являются температура, влажность, плотность отходов и величина рН. Продукты разложения разнообразных отходов могут служить питательной средой для различных микроорганизмов, в том числе и болезнетворных, поэтому необходимо в перечень контролируемых параметров грунтовых вод и почвы включить микробиологические показатели. В грунтовых водах необходимо определять ХПК и БПК. Людям необходимо осознавать, что ухудшение состояния окружающей среды представляет значительно большую угрозу для их будущего, чем даже военная угроза. Человечество должно спешить с реализацией экологических природоохранных программ. Времени на обдумывание проблем не остается. Более того – потребуются столетия, чтобы приостановить дальнейшее уничтожение природы и отодвинуть приближение экологической катастрофы во всём мире, в том числе в России. Чуда не произойдёт, пока человечество так безжалостно и бездушно будет эксплуатировать и природу, и самого себя.