Обеспечение экологической безопасности при обращении с отходами

В результате изучения материала данной главы студент должен:

знать

• • основные закономерности миграции загрязняющих веществ;
• • особенности нормирования и обеспечение экологической безопасности при прямом сжигании отходов;
• • современные методы идентификации компонентов отходов;
• • основные этапы сертификации промышленных отходов;

уметь

• • классифицировать нормативы качества ОС;
• • идентифицировать основные характеристики отходов на этапе сертифицирования, применять методы эколого-аналитического контроля для установления качественного и количественного состава отходов;

владеть

• навыками проектирования системы экологического мониторинга обращения с отходами.

Пути миграции загрязняющих веществ и нормирование воздействия отходов на ОС

С миграцией химических элементов в компонентах биосферы тесно связано формирование качества окружающей природной среды. Среды делятся на депонирующие (почвы, донные отложения) и транспортирующие (вода, воздух). В свою очередь депонирующие среды разделяются на кратковременно депонирующие загрязняющие вещества (снег, поверхность растительности), долговременно депонирующие (почвы, донные отложения)¹. Миграция токсичных соединений в окружающей среде — результат тенденции веществ к распространению — представляет собой сложный, многоступенчатый процесс (рис. 3.1), обусловленный многими физическими, химическими и биологическими факторами. В частности^[1][2], в принципиальной схеме миграции загрязнений антропогенного происхождения в природных средах можно выделить пять стадий (рис. 3.2).

Рис. 3.1. Факторы, обусловливающие миграцию токсичных соединений в ОС (Л. С. Астафьева, 2006).

Первая стадия. Это поступление загрязнений из источников их образования в природные среды. В атмосферный воздух летучие вредные вещества поступают в виде газов, паров и мелкодисперсных частиц. В водоемы загрязнения сбрасывают в виде промышленных и хозяйственно-бытовых сточных вод, в которых загрязняющие вещества находятся в виде растворов, эмульсий или взвесей. Третий путь поступления загрязнений в природную среду — накопление в почве на свалках и в местах захоронения твердых производственных и бытовых отходов.

Вторая стадия. На этой стадии происходит миграция загрязнений внутри природных сред — перенос воздушными массами, стоком рек и морскими течениями. Миграция загрязнений осуществляется между геосферами в виде «кислотных дождей» и седиментации взвешенных в атмосфере твердых частиц на поверхность почвы, водоемов, растений (импакция).

В атмосфере диоксид серы и оксиды азота претерпевают ряд химических превращений, важнейшие из которых — окисление и образование кислоты, что приводит к появлению кислотных дождей (рис. 3.3).

Растворимые в воде ЗВ, содержащиеся в почвах, и в том числе на свалках, вымываются атмосферными осадками, а затем вместе с талыми и грунтовыми водами попадают в водоемы.

Рассмотрим подробнее миграцию загрязняющих веществ в почве. Главную роль при химическом загрязнении почв играют процессы адсорбции. Из-за разной адсорбционной способности составных компонентов попавшие в почву токсиканты распределяются неравномерно. В основном они сорбируются на липофильном органическом материале почвы, ноглощаются минеральным (глинистым) слоем, а также ковалентно связываются с гуминовыми компонентами. Адсорбция значительно замедляет массоперенос растворенных химических веществ, который является основной движущей силой миграции токсикантов в почве. Этот процесс осуществляется в результате диффузии, конвекции и дисперсии веществ^[3].

Рис. 3.2. Схема миграции ЗВ в окружающей среде (Л. С. Астафьева, 2006).

Рис. 3.3. Схема образования кислотных дождей.

(А. И. Курбатова, А. М. Тарко, 2007).

Диффузионный массонеренос — свободное перемещение структурных частиц веществ (молекул, атомов или ионов) по направлению концентрационного градиента — осуществляется в результате броуновского (теплового) движения. Наряду с диффузией очень важным фактором является принудительное перемещение растворенных веществ потоком воды, так называемый конвективный массоперенос. Еще более сложные процессы массонереноса, зависящие от многих параметров комплексной структуры почвы, возникают в результате таких причин, как подъем воды из почвы, вызванный испарением воды с поверхности земли, существование трехфазного равновесия между самим веществом, его водным раствором и тем же веществом, находящимся в адсорбированном состоянии, сток воды через макропоры почвы. Локальные загрязнения почв сохраняются долгое время. Причинами этого могут быть как высокая адсорбционная способность почв, так и физико-химические свойства самих токсикантов, особенно их растворимость и в ряде случаев крайне высокая устойчивость в природной среде¹.

Третья стадия. На этой стадии происходит миграция загрязнений из объектов окружающей среды в растения^[4][5]. Различают два типа видимых повреждений растений: острые и хронические. Острое поражение происходит при кратковременном воздействии высоких концентраций загрязняющих веществ.

Хроническое поражение вызывается многократными выбросами загрязнителя и обычно проявляется в виде хлороза. Признаками патологического состояния и ослабления деревьев являются: снижение прироста, укороченная бледно-зеленая хвоя, частичный или полный некроз хвои, изреженность и суховершинность кроны. Указанные признаки появляются вследствие длительного контакта ассимилирующего аппарата с атмосферными загрязнителями; поступления к корням водорастворимых токсикантов с талой и дождевой водой при ее инфильтрации; уплотнения почвы, приводящего к нарушению аэрации корневых систем и минерального питания растений.

Четвертая стадия. Поступление загрязнений в организмы животных, обитающих на суше, с растительными кормами, в процессе дыхания и с питьевой водой. В организмах гидробионтов концентрируются загрязнения, растворенные в воде водоемов, содержащиеся в водной растительности и планктоне^[6].

Пятая стадия. Поступление в организм человека антропогенных загрязнений, содержащихся в растительности, в мясе животных, рыбы и морепродуктов, при их переработке в пищевые продукты. Одновременно в процессе дыхания и при употреблении питьевой воды в организм человека поступают загрязнения, находящиеся в атмосферном воздухе и питьевой воде.

• [1] Некое В. Е. Основы общей экологии и неоэкологии: учеб, пособие: программные и проблемные лекции для студентов специальности 7.0708 Экология. Ч. I. Харьков, 1998.
• [2] Астафьева Л. С. Экологическая химия. М.: Академия, 2006.
• [3] Квеситадзе Г. И., Хатисашвили Г. А, Садунишвили Т. А, Евстигнеева 3. Г. Метаболизмантропогенных токсикантов в высших растениях. М.: Наука, 2005.
• [4] Квеситадзе Г. И., Хатисашвили Г. А., Садунишвили Т. А., Евстигнеева 3. Г. Указ. соч.
• [5] Курбатова А. И., Тарко А. М, Зволинский В. П. Математическое моделирование воздействия аэротехногенных загрязнений на лесные биогеоценозы: монография. М.: РУДН, 2007.
• [6] Астафьева Л. С. Указ. соч.