Спецгеоекологія, публікації, національні особливості рекультивації полігонів поховання ТПВ

Повного відновлення продуктивності та господарської цінності території закритого полігону раціональними в техніко-економічному відношенні засобами домогтися неможливо і тут необхідно говорити про напрямки рекультивації. Напрямок рекультивації визначає подальше цільове використання рекультивованих територій. Найбільш прийнятні для закритих полігонів рекреаційне, сільськогосподарське і лісогосподарське напрямки рекультивації. Відомі випадки, коли території закритих і рекультивованих полігонів використовуються під будівництво автостоянок і легких складських комплексів. Відзначимо, що будівництво будь-яких закритих приміщень на території закритого полігону без вивезення звалищного ґрунту не допускається.

Використання територій закритих полігонів під цивільне й промислове будівництво можливе лише після вивезення звалищного ґрунту. Комплекс таких робіт слід кваліфікувати як ліквідацію полігону, а не як його рекультивацію. Зокрема, вивезення відходів (ліквідація звалищ, поховань відходів і т.п.) широко застосовується при забудові на території м Москви.

Перш ніж перейти до принципів рекультивації полігонів розглянемо основні особливості полігону захоронення ТПВ як джерела забруднення. По відношенню до вміщуючих порід і оточуючим грунтів полігон є різкою техногенної геохімічної аномалією. Істотна неоднорідність складу відходів за площею і в розрізі, різна ступінь їх фізико-та біохімічного розкладання визначають значну мінливість фізичних і хімічних характеристик товщі відходів. У тілі полігону, як правило, формується техногенний водоносний горизонт, основний прибуткової статтею балансу якого є інфільтрація атмосферних опадів. Інфільтраційне харчування на площі полігону істотно більше інфільтрації в природних умовах і може досягати 40% від річної суми атмосферних опадів. Рівні техногенного водоносного горизонту помітно перевищують рівні підземних вод нижчих водоносних горизонтів, що створює передумови для перетікання з техногенного горизонту в ніжезалегающіе водоносні горизонти або для переливів на поверхню землі.

Освіта біогазу, що представляє собою суміш парникових газів, відбувається в результаті життєдіяльності метанообразущіх бактерій. Емісії біогазу для середнього полігону може досягати декількох тисяч тонн біогазу на рік (до тисячі тонн з гектара).

Для зменшення впливу закритого полігону ТПВ на навколишнє середовище основним і обов'язковим способом захисту є фінальне перекриття поверхні відходів протифільтраційним екраном. Зменшення обсягів утворення фільтрату та біогазу досягається за рахунок обмеження припливу атмосферних опадів в тіло полігону. У той же час, організація фінального перекриття сприяє продуктивному використанню закритого полігону і прилеглих територій.

Рекультивація полігону виконується в два етапи: технічний (планування, формування укосів, розробка, транспортування, нанесення технологічних шарів і потенційно родючих грунтів, будівництво доріг, гідротехнічних та інших споруд) і біологічний (заходи щодо відновлення родючості, відновлення біоти) етапи. Розробці проекту рекультивації повинен передувати комплекс інженерно-екологічних вишукувань, які в ряді випадків можуть замінити дані екологічного моніторингу. Один з варіантів конструкції фінального перекриття насипу відходів наводиться на малюнку.

1. Грунтово-рослинний і дренажний шар - 0,3-0,5 м
2. Протифільтраційний екран (глини, суглинки) - 0,7-1,0 м
3. Газо-дренажний і вирівнюючий шар - 1,0-1,5 м
4. товща відходів
5. Дренажний колектор для збору і відведення поверхневих стічних вод
6. Пасивний газовий дренаж

Часткова або повна рекультивація закритих для експлуатації (відпрацьованих) ділянок захоронення відходів у загальному випадку передбачає виконання наступних будівельних робіт:

1. Формування профілю насипного пагорба з похилими (максимальне закладення укосів 1: 3) і терасують схилами (при висоті насипу понад 12-15 м). Перший етап будівництва фінального перекриття насипу відходів ілюструє наступний знімок.

2. Влаштування шарів фінального перекриття насипу відходів, в тому числі (від низу до верху):
- вирівнюючого і газо-дренажного шару (доцільне використання піщано-гравійних сумішей і відсіву від переробки будівельних відходів);
- проти фільтраційного глиняного або штучного екрану, але з урахуванням можливих просідань насипу відходів, які можуть привести до пошкодження штучних плівкових покриттів;
- дренажного піщаного шару;
- грунтово-рослинного шару.
Етап будівництва проти фільтраційного екрана показаний на фотографії.

3. Будівництво мережі пасивних газодренажних свердловин або інших газодренажних споруд.

4. Будівництво дренажного колектора вздовж підніжжя насипного пагорба для відведення поверхневих вод, що стікають зі схилів перекритою насипу відходів.
Територія полігону після проведення рекультивації може мати такий вигляд.

Розглянемо кілька прикладів експлуатації полігонів з відхиленнями від проектних рішень і вплив цих відхилень на проведення рекультивації.

1. Найбільш часто при експлуатації полігонів не дотримуються нормативні кути укосів бортів полігону. Виконати виполажіваніе укосів на кінцевому етапі експлуатації практично неможливо. Кути закладення укосів, що фіксуються фактично, досягають і перевищують 1: 1 (більш 45 °) при нормативних - 1: 4 (відзначимо, що екологічна експертиза погоджується з кутом закладення 1: 3). Недотримання кутів закладення укосів призводить до таких наслідків:

• На крутих схилах неможливо надалі провести роботи по будівництву проти фільтраційного фінального перекриття і, як наслідок, виконати рекультиваційні заходи (в тому числі біологічний етап), оскільки на схилах із закладенням крутіше 1: 3 не може працювати будівельна техніка.
• На крутих схилах полігонів можуть формуватися негативні інженерно-геологічні процеси, що виражаються в зсувних та обвальних проявах, а також утвореннях резюмував бортів тимчасовими потоками (закладення ярів).
• З критими схилами полігонів (відвалами відходів), як правило, пов'язані загоряння і пожежі, гасіння яких на полігонах пов'язане зі значними труднощами.
• Закладення крутих схилів призводить до значного (у порівнянні з проектним) завищення обсягів складованих на полігоні відходів, що збільшує термін існування полігону. В результаті, неконтрольовано зростає вплив полігону на навколишнє середовище до масштабів, істотно перевищують затверджене в позитивному висновку державної екологічної експертизи.

На одному з полігонів Московської області з крутими схилами (порядку 45º) стався зсув. Розміри сповзли масиву по фронту 230 - 250 м, по ширині - 80 - 100 м. Сталося миттєве переміщення масиву відходів близько 600 тис. Тонн на відстань 15 - 20 м. Поверхня зсувного тіла зберегла відносну цілісність без порушення трав'яного покриву, взаємного положення дерев і чагарників. Фронтальна частина зсуву (мова) зруйнувала дренажну систему, під'їзну автодорогу з твердим покриттям, залізобетонний паркан (фотографія).

Слідом за переміщенням зсувного тіла відбулися обвали в верхній частині схилу з утворенням крутих обривів і оголилися шари відходів. Відзначимо, що консолідовані шари відходів в процесах зсуву і наступних обвалів участі не брали. Утворенню зсуву передували проливні дощі, які призвели до перенасичення водою грунтової обвалування борту полігону на ділянці зсуву. В результаті в підставі шару утворилися ослаблені зони зчеплення, які об'єдналися в єдину поверхню ковзання по якій і відбулося переміщення зсувного масиву.

Очевидно, що рекультивації такого полігону повинна передувати розробка протизсувних заходів (зміцнення і виполажіваніе схилів), оскільки до 70% його периметра мають ухил порядку 45º.

2. У ряді випадків фактичні межі полігону ТПВ виходять за межі землевідведення і, відповідно, площа полігону перевищує проектну. На одному з полігонів Московської області при площі землевідведення 20 га, фактична площа поховання відходів становить 29 га. Перевищення площі захоронення відходів над площею землевідведення складає 9 га. На території перевищує землевідведення поховано більше 1 млн. Тонн відходів.
До розробки проекту рекультивації таких полігонів необхідно або оформити земельні документи на фактично займану площу, або в проекті рекультивації передбачати переміщення відходів в межі землевідведення або вивезення їх на інші полігони і ділянки поховання відходів. Очевидно, що переміщення таких обсягів відходів при проведенні рекультивації вимагає значних матеріальних витрат і викликає додаткові впливу на навколишнє середовище, пов'язані з розкриттям товщі відходів.

3. Наступне відхилення пов'язане з перевищенням проектних обсягів захоронення ТПВ. Як приклад можна навести дані по рекультивируемой з використанням будівельних відходів кар'єру. Фактичні позначки насипу відходів на площі кар'єра перевищують проектні на 29 - 35 м. Понад обсягів передбачених проектом і затверджених позитивним висновком екологічної експертизи поховано 2,2 млн. М3 відходів. При «рекультивації» кар'єра утворилася гора з крутими зсувонебезпечних схилами, що височіє над денною поверхнею на 40 м.