Оценка ущерба земель, загрязненных хозяйственной деятельностью человека, на примере свалки вблизи села Старый Сибай

Введение. Обстановка с размещением и утилизацией твердых бытовых отходов (далее ТБО) в Республике Башкортостан остается напряженной. За последние 5 лет ежегодный объем образования ТБО увеличился в два раза и в 2011 году составил 2.38 млнт. В основном отходы захораниваются на свалках или полигонах ТБО [1].

Самопроизвольное разложение в природной среде компонентов ТБО требует десятки и сотни лет. Накопление ТБО на свалках предшествует накоплению вредных веществ в почве, в воде, в атмосферном воздухе.

Для принятия обоснованного решения по ликвидации или рекультивации земель, загрязненных прошлой хозяйственной деятельностью человека, необходима комплексная оценка нанесенного ущерба. Комплексная оценка проводится путем проведения оценочных исследований, инвентаризации, учета, регистрации и ранжирования загрязненных объектов и территорий.

Нами был исследован ряд объектов размещения отходов на территории Республики Башкортостан, в том числе свалка, расположенная вблизи с. Старый Сибай муниципального района Баймакский район Республики Башкортостан.

Материалы и методы исследований. Морфологический состав ТБО определяли методом выемки и разделения ТБО по методике [2]. Настоящая методика обеспечивает получение результатов определения морфологического состава твердых бытовых отходов гравиметрическим методом. Данные приведены в таблице 1.

Анализ проб атмосферного воздуха. Для оценки летучих органических соединений в атмосферном воздухе отобраны пробы воздуха в центре и на границе свалки объемом 1 л аспиратором в сорбционную трубку, совместимую с термодесорбером.

При определении летучих органических соединений (ЛОС) в атмосферном воздухе применены фотометрический, хроматографический и хромато-масс-спектрометрический методы анализа. Данные приведены в таблице 2.

Анализ проб воды. Пробы воды отбирались в стеклянную и полиэтиленовую посуду. Перед взятием пробы посуда и пробки тщательно промывались и ополаскивались не менее трех раз водой, отбираемой на анализ. Закупорка проводилась полиэтиленовыми пробками. При анализе поверхностной воды использовали методы атомно-абсорбционной спектрометрии, ИК-спектрометрии, хромато-масс-спектрометрии. Данные приведены в таблице 3.

Анализ проб почвы. Почвы для исследования включали пять точечных проб с территории свалки и одной фоновой: 1 проба - с центра свалки; 4 пробы на расстоянии 50 м от границы в направлениях на север, восток, юг и запад; 1 проба - фоновая на расстоянии 500 м от границы свалки с наветренной стороны.

В лабораторных условиях образец доводили до воздушно-сухого состояния, выдерживая его при температуре 100-105°С в течение не менее трёх часов в сушильном шкафу в эмалированной кювете. Высушенный и охлаждённый до комнатной температуры почвенный образец просеивали через сито с размером ячеек 1-2 мм. Образец использовали в дальнейшем для химического анализа [3]. Содержание катионов, анионов, тяжелых металлов, нефтепродуктов в воде, почве определяли атомно-абсорбционной спектрометрией, ИК-спектрометрией. Данные приведены в таблицах 4 и 5.

Результаты исследований и их обсуждение. Существующая система обращения с ТБО основана преимущественно на захоронении их на свалках или полигонах твердых бытовых отходов. Продолжающийся рост отходов потребления создает угрозу экологической безопасности населения. Проведено обследование свалки ТБО вблизи с. Старый Сибай Баймакского района.Участок площадью 3.0 га, расположенный на расстоянии 1.2 км от сельского поселения, отведен под свалку в 1970-х годах. Объем накопленных отходов 500 м³. Территория свалки не огорожена. На севере свалки расположен скотомогильник. Производится сбор лома черных и цветных металлов.

При исследовании морфологического состава ТБО свалки (таблица 1) установлено, что в основном преобладают садово-парковые отходы (23.9%) и древесины (22.4%). Ранее садово-парковые отходы сжигали, древесину использовали в качестве топлива. В настоящее время в качестве топлива используется газ. Отмечено также высокое содержание отходов из полимерного материала (13.4%), поскольку упаковочные товары широко применяются в быту. Более 40% выпускаемых пластиков используется в качестве упаковки [4]. Товары из синтетических полимеров практически вечные, и накопление пластмассового мусора становится экологической проблемой.

В составе отходов свалки отсутствуют пищевые отходы, поскольку в сельском поселении ведется подсобное хозяйство и пищевые отходы идут на корм скоту.

В основной своей массе на свалке преобладают твердые бытовые отходы, которые относятся к 5-й группе практически неопасных отходов. Отходы с более высоким уровнем опасности на исследуемых объектах инвентаризации либо не замечены, либо присутствуют в крайне незначительных количествах.

Поскольку отсутствует подтверждение У-го класса опасности отхода экспериментальным (биохимическим) методом, отходам присвоен IV класс опасности.

Анализ проб воздуха (таблица 2) с территории свалки показал превышение ПДК в центре свалки по содержанию сероводорода в 1.3 раза, метана 2.2 раза, пыли 3.5 раза и на границе свалки (проба № 2) по сероводороду - 1.1 ПДК, метану - 4.8 ПДК, пыли - 3.2 ПДК. В обеих пробах воздуха содержание углекислого газа не превышает ПДК.

Значительные концентрации сероводорода и метана на свалке можно объяснить тем, что при переработке мусора анаэробными бактериями [5] образуется свалочный газ, содержащий метан, углекислый газ, сероводород, с небольшим количеством азота и кислорода и других органических примесей.

Для оценки влияния свалки на воду были отобраны пробы поверхностной воды из речки, протекающей на расстоянии 100 м от границы свалки (таблица 3).

Как видно из таблицы, в обеих пробах заметно превышение ПДК по никелю в 1.15-1.25 раза и в 1.4 раза по марганцу в пробе, отобранной в 50 м ниже свалки.

При анализе проб почвы со свалки выявлено превышение в центре свалки подвижной формы свинца в 2 ПДК и валовой формы (таблица 4). Концентрация валовой формы свинца - 34.5 мг/кг (ПДК валовой формы свинца - 32.0 мг/кг). Содержание меди превышает ПДК подвижной формы в пробе, отобранной в 50 м на востоке от границы свалки, в 1.2 раза и в пробе, отобранной в 50 м на юге от границы свалки, в 1.3 раза. Существенное превышение ПДК подвижной формы цинка наблюдается в пробе, отобранной в центре свалки, в 2.7 раза и в пробе, отобранной в 50 м на западе от границы свалки, в 1.87 раза. Подвижная форма наиболее опасная по санитарно-гигиеническому нормированию форм тяжелых металлов, поскольку она наиболее усваиваемая растениями и попадает через пищевую цепь в организм человека.

Содержание органических веществ в почве на свалке вблизи с. Старый Сибай не превышает предельно допустимые концентрации (таблица 5).

С целью анализа уровня загрязнения почв тяжелыми металлами выполнено ранжирование объекта размещения отходов, которое показало, что уровень загрязненности почвы тяжелыми металлами в основном относится к категории умеренно опасного, а в центре свалки - опасного (таблица 6). Таким образом, анализ уровня загрязнения почв тяжелыми металлами показал, что почвы с. Старый Сибай характеризуются различными уровнями загрязнения: от допустимого до опасного. Основной «вклад» в загрязнение вносят такие металлы, как свинец, цинк, медь.

По результатам проведенных исследований предложено ликвидировать свалку. Накопленные отходы перевезти на близлежащий полигон либо сжечь в мусоросжигательной печи. Освобожденную территорию засеять семенами растений для аккумуляции тяжелых металлов из почвы. В качестве растений предложено использовать полынь, горец и клевер [6]. До принятия мер по ликвидации свалки необходимо оградить территорию свалки для предотвращения распространения мусора и проникновения крупного рогатого скота на свалку.