Вырабатываемый человечеством мусор подвергается нескольким видам обработки: уничтожение, вторичная переработка, накопление. В первых двух случаях обычно используются заводские мощности для сжигания или переработки отходов. Третий вариант получил распространение из-за экономических причин: мусор складируется на изолированной территории, что не требует значительных вложений в инфраструктуру. По мере накопления отходов негативное влияние на окружающую среду усиливается, достигая опасных значений.
Рекультивация свалки в Уэльсе, Шотландия
Для стабилизации экологической обстановки территория свалки подвергается процессу рекультивации. По результатам ряда работ технического и биологического характера земля возвращается в общее хозяйственное пользование.
Предварительное исследование
Перед началом работ по преобразованию территории свалки проводится инспекция, призванная оценить газогеохимическое состояние. От результатов исследования зависит последующая возможность рекультивации. Дело в том, что на полигонах твердых бытовых отходов скапливается неоднородный мусор, отличающийся составом и сроком захоронения.
Степень опасности оценивается экспертизой, по результатам которой присваивается один из пяти классов: первый – наиболее опасный, далее – по убыванию. В зависимости от класса содержащихся на свалке отходов определяется возможный способ восстановления земель:
| Класс | Опасность | Срок восстановления | Необходимые действия |
|---|---|---|---|
| 1 | Чрезвычайная | Практически невозможно | Разработка нетипового проекта, направленного на максимальную изоляцию участка |
| 2 | Высокая | 30-40 лет | Утилизация или устранение источника |
| 3 | Умеренная | 10-15 лет | Обработка и изоляция источника |
| 4 | Малая | 3 года | Самостоятельное восстановление при условии остановки поступления новых отходов |
| 5 | Практически отсутствует | Не требуется | Не требуются |
Первые два класса относятся к разряду экологических катастроф: глобальной и местной.
Например, Чернобыльская зона отчуждения возникла в результате техногенной катастрофы. Территория вокруг Чернобыля рассматривается в качестве возможного открытого места хранения радиационных отходов с оставшихся атомных электростанций. Восстановление экосистемы в таких условиях маловероятно.
Этапы рекультивации
Проведение рекультивации полигонов ТБО включает два этапа:
- технический;
- биологический.
После прекращения размещения нового мусора свалка изолируется путем возведения технических сооружений: дренажная система, ямы, укрепления, изоляционные слои. Эти шаги необходимы для исключения возникновения фильтрата, появляющегося при контакте отходов и влаги. За счет этого ликвидируется свойственный свалкам неприятный запах.
После технического этапа выполняется биологический.
В результате получается многослойная структура, предотвращающая или изолирующая вредные испарения.
Техническая часть
Техническая часть преобразования полигона ТБО заключается в остановке вредного воздействия на окружающую среду. Это достигается с помощью вывода свалочного газа, изоляции сточных вод от отходов. Обработка участка состоит из нескольких частей:
- оценка объекта, составление проекта рекультивации полигона ТБО;
- подготовка площадки;
- монтаж оборудования для дегазации;
- сбор фильтрата и сточных вод;
- изоляция поверхности с помощью строительных материалов.
Детектор свалочного газа на бывшем полигоне, питается от солнечной панели в Чикаго, США
Биологическая часть
Биологический этап рекультивации полигона ТБО направлен на восстановление экологической системы, вредное воздействие на которую прекращено во время работ технологической части. На подготовленной территории проводятся операции, направленные на обработку земли, посев или посадку растений. Для засева используется один из четырех способов:
- многолетние травы восстанавливают поверхность от 1 года до 3 лет;
- мелкие кусты – за 2-3 года;
- деревья восстановят поверхность за те же 2-3 года;
- организованные на территории огороды увеличивают срок до 15 лет – это связано с регулярными обновлениями поверхностного слоя.
Опасность свалочного газа
Выводы труб сбора газа на этапе строительства полигона
Одно из самых опасных веществ, образуемых на мусорных полигонах, – свалочный газ, другое название – сингаз. Опасность заключается в неоднородном и непредсказуемом составе газа. Это связано с тем, что на полигонах ТБО складируется мусор разного состава, отличающегося характером разложения, взаимодействия с другими веществами, сроком хранения. Все эти факторы дополняются действием бактерий, формирующихся во время складирования и нахождения в открытом пространстве.
Оставшуюся существенную долю в 25-50% составляет углекислый газ. Кроме указанных составляющих, свалочный газ включает в мелких пропорциях более сотни разных веществ. Взаимодействие между частицами приводит к опасным последствиям:
- пожары и взрывы;
- парниковый эффект;
- загрязнение атмосферы;
- проникновение в грунт с последующим заражением;
- влияние на здоровье: головные боли, проблемы с дыханием и кровообращением.
Сбор сингаза
Для снижения и дальнейшего прекращения выделения сингаза используются технологии по сбору и выводу испарений. Газ выводится в специальные камеры. Строительство газоотводов должно осуществляться на этапе открытия полигона. Если этого не произошло, перед рекультивацией на свалке проводятся трубы-коллекторы, которые стыкуются сварочным методом.
Сбор метана на муниципальной свалке в Мессине, Италия
Вывод труб ведет к газокомпрессорной станции, в которой сжигается метан, составляющий большую часть состава свалочного газа. Перед сжиганием получаемый газ накапливается в резервуарах, очищается от примесей, расщепляется на составляющие. Станция может вырабатывать электричество и тепло за счет сжигания газа.
Обеззараживание и вторичное использование
Утилизация свалочного газа возможна только после проведения обеззараживания.Процедура очистки свалочного газа от примесей и разделения на составляющие производится в специальных отсеках – скрубберах. Операция выполняется путем подачи воды в резервуар. За счет этого концентрация метана увеличивается с 50-75% до 95%. Получившаяся концентрация позволяет использовать метан в качестве топлива.
Скруббер Вентури
Сжигаемый газ одновременно утилизируется и используется для вторичных нужд:
- теплоснабжение;
- выработка электричества;
- составляющая для газового топлива.
Например, в США еще в 80-е годы насчитывалось 4 десятка станций, работающих на свалочном газе.
Консервация полигона
Для восстановления хозяйственных возможностей полигон подвергается консервации, в течение которой образованный защитный слой должен устояться. Защита состоит из изолирующих материалов, которыми накрывают мусор. На нижний слой размещаются отходы для предотвращения выбросов в грунт и подземные водные источники.
Завершенная рекультивация полигона
Весь мусор размещается в ячейках, которые также изолируются друг от друга. Материалы и сырье для рекультивации полигонов ТБО:
- пленка (искусственный изолятор);
- глина (естественный изолятор);
- земля (слой для восстановления хозяйственного значения);
- бетон (усилитель, изолятор для опасных отходов).
Обработка провалов предотвращает утечки вредных веществ, формирование благоприятной среды для бактерий, возникновение мест размножения грызунов. Консервация необходима для предотвращения обвалов во время хозяйственного использования земли.
Варианты дальнейшего использования земель
Восстановленная территория используется в нескольких направлениях:
- сельское хозяйство;
- водное хозяйство;
- лесное хозяйство;
- рекреация.
Многое зависит от удаленности полигона твердых бытовых отходов от населенных пунктов, предприятий. Если свалка расположена вблизи поселений сельского типа, то восстановленная земля обычно используется для пастбищ, засаживания, пашни. При затоплении полигона в водохранилище разводят рыб. При удалении от населенных пунктов территория засаживается под будущий лес.
Проект рекультивации территории свалки Фрешкилс, США
Один из примеров, когда свалка после рекультивации превратилась в парк, – остров Статен-Айленд в Нью-Йорке. До 2001 года здесь располагалась крупнейшая мировая свалка Фрешкиллс площадью около 9 кв. км. Территория до сих пор проходит процесс рекультивации, хотя с момента закрытия полигона прошло почти два десятка лет. К моменту окончания работ Фрешкиллс Парк станет вторым по размеру общественным пространством Нью-Йорка.
