Введение к работе
Актуальность темы. Размещение отходов по своей значимости среди экологических проблем вышло на первое место. Отходы оказывают негативное воздействие практически на все компоненты природной среды.
При многообразии способов утилизации отходов распространение получили: сжигание, биокомпостирование, захоронение и др. В мировой практике захоронение отходов на свалках и полигонах получило наибольшее распространение и применяется, практически, во всех климатических зонах на территориях с самыми разнообразными природными условиями. Однако, захоронение отходов часто осуществляется без учета важнейших факторов, лимитирующих процесс миграции загрязняющих веществ в активную часть геосферы – в почву, грунтовые и поверхностные воды, в атмосферный воздух. В европейских странах захоронение твердых бытовых отходов (ТБО) осуществляют, как правило, на полигонах, выполняемых в виде специальных инженерно-экологических сооружений, минимизирующих миграцию в природную среду загрязняющих веществ. В европейских странах на захоронение поступает 70…80%, на сжигание направляется 15…20% ТБО.
В России около 97% отходов размещаются на свалках и полигонах ТБО без предварительной сортировки. В Краснодарском крае свалки занимают более 1,5тысяч гектаров земель населенных пунктов и сельскохозяйственного назначения, на которых размещено около 163 млн. тонн отходов.
Нерациональное размещение отходов служит одной из главных причин ухудшения качества природной среды (ПС). Сложившаяся в стране ситуация с образованием, использованием, обезвреживанием, хранением и захоронением отходов ведет к необратимым процессам деградации ПС и ухудшению среды обитания человека, причем тенденция к ухудшению прогрессирует.
Следует отметить специфические особенности размещения отходов в условиях курортных городов Черноморского побережья Кавказа. К основным особенностям данного региона можно отнести следующее: географическую вытянутость районов вдоль побережья; ограниченную пропускную способность транспортных артерий, протянувшихся вдоль побережья; природно-климатические условия; повышенные требования к санитарно-эпидемиологической обстановки в курортных местностях; увеличение затрат на обустройство мест размещения отходов в условиях горной местности и ограниченность в выборе территорий для их размещения; неравномерность образования отходов, связанную с сезонной деятельностью курортов.
Поэтому исследования специфики размещения отходов в условиях Черноморского побережья Кавказа являются актуальными.
Цель исследований – оценка степени негативного воздействия свалочных грунтов на компоненты природной среды (КПС) в условиях курортных городов Черноморского побережья Кавказа и разработка мероприятий, направленных на минимизацию неблагоприятных экологических последствий в местах размещения отходов.
Задачи исследований
-
Изучение поквартального изменения норм образования и накопления ТБО в условиях курортных городов Черноморского побережья Кавказа.
2. Обоснование методики прогнозирования объемов образования ТБО в условиях курортных городов Черноморского побережья Кавказа.
3. Исследование воздействия отходов на КПС в условиях курортных городов Черноморского побережья Кавказа (на примере свалки в пос. Лоо).
4. Исследование устойчивости свалочного тела, расположенного на склоновых землях с применением математических методов моделирования.
5. Разработка мероприятий, направленных на минимизацию неблагоприятных экологических последствий в местах размещения отходов.
Научная гипотеза. Свалки ТБО, расположенные в условиях Черноморского побережья Кавказа, в настоящее время перегружены и являются потенциальными источниками сосредоточенного распространения загрязняющих веществ. Для снижения негативного их воздействия на ОС основные природоохранные мероприятия должны быть направлены на обеспечение устойчивости свалочного тела за счет устройства противооползневого сооружения и перехвата образующегося фильтрата с отводом его для последующей утилизации.
Исследования выполнены на примере свалки ТБО в поселке Лоо, г. Сочи.
Методика исследований
Изучение проводилось по стандартным методикам лабораторных и полевых опытов, математической обработки полученных результатов. Моделирование устойчивости свалочного тела на склоновых участках земной поверхности выполнено с использованием расчетного комплекса программ «PLAXIS», сертифицированной в России (программа PLAXIS 3D, Version 2.0.246, реализующей метод конечных элементов). Достоверность полученных результатов оценивалась путем верификации (проверки, подтверждения, уточнения) теоретических зависимостей, результатов лабораторных и полевых опытов, результатов исследований, выполненных другими авторами. Химико-аналитический анализ отобранных проб выполнен в сертифицированной и аккредитованной лаборатории по стандартным методикам. Для изучения степени воздействия свалки на атмосферный воздух проводился отбор проб биогаза из скважин и шурфов. Отбор проб фильтрата осуществлялся в местах выклинивания фильтрата из свалочного тела. Пробы воды отбирались в трех створах: выше и ниже по течению реки Битха, а также в месте поступления свалочного фильтрата в реку.
Личный вклад диссертанта заключается в обосновании направления исследований, постановке задач, проведении полевых исследований и выполнении лабораторных анализов, математической обработке полученных результатов, их анализе, интерпретации и обобщении.
Научная новизна результатов, которые выносятся на защиту:
-
Впервые для условий Большого Сочи установлена и обоснована динамика поквартального изменения норм образования и накопления ТБО.
-
Предложена методика для инженерного прогнозирования накопления объемов ТБО во времени.
-
Дана оценка воздействия свалок на КПС в условиях Большого Сочи.
-
Выявлены закономерности образования фильтрата, биогаза и степень их воздействия на КПС.
-
Результаты исследования устойчивости свалочного тела, расположенного на склоновых землях, с применением математических методов моделирования для условий Большого Сочи.
-
Предложены мероприятия, направленные на минимизацию неблагоприятных экологических последствий в местах размещения отходов, включающие устройство противооползневого сооружения и системы дренажа.
Апробация работы. Основные результаты исследований доложены на 4–й международной научно-практической конференции «Строительство в прибрежных курортных регионах», проводившейся в Сочинском государственном университете туризма и курортного дела в 2006 г.; Общероссийской научной конференции с международным участием «Современные проблемы санаторно–курортных и рекреационных регионов России», проводившейся в Сочинском филиале Российского университета дружбы народов в 2006г.; Международном конгрессе по управлению отходами ВЭЙСТЭК, г. Москва, в 2006г.; Международных научно-практических конференциях ФГБОУ ВПО МГУП, г. Москва, 2008, 2010г.г.
Публикации. Основное содержание диссертации, результаты исследований и рекомендации опубликованы в 7 печатных работах, в том числе в изданиях рекомендованных ВАК РФ – 3.
Практическая значимость работы заключается в том, что результаты диссертационной работы могут быть использованы для определения динамики поквартального изменения норм образования и накопления ТБО с целью прогноза объемов образования ТБО курортов Черноморского побережья Кавказа. Материалы исследований устойчивости склоновых земель применимы при проектировании мероприятий по снижению негативного воздействия свалок на КПС, а также в учебном процессе студентами высших учебных заведений при изучении дисциплины «Рекультивация нарушенных земель» и выполнении выпускных квалификационных работ.
Структура и объем диссертационной работы
